JPH11159899A - クライオスタット装置 - Google Patents
クライオスタット装置Info
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- JPH11159899A JPH11159899A JP27558998A JP27558998A JPH11159899A JP H11159899 A JPH11159899 A JP H11159899A JP 27558998 A JP27558998 A JP 27558998A JP 27558998 A JP27558998 A JP 27558998A JP H11159899 A JPH11159899 A JP H11159899A
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Classifications
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- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/04—Cooling
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 とくに、高磁界ＮＭＲ装置に対するポンプに
よらない機械的冷却装置を得ること。 【解決手段】 冷却液体の第１および第２容積を画定す
る槽２，４、冷却液体の前記容積の一方内に浸漬された
超伝導磁気コイル構造物６、およびコイル構造物の作動
温度をヘリウム温度範囲以下に維持する冷却装置を有す
るクライオスタット装置。本発明によれば、前記冷却装
置は、冷却液体の前記第１および第２槽２，４内に延長
するパルスチューブ冷凍機（コールドフィンガ、冷却ロ
ッド）１２で、その第１槽２から突出する端部は温暖端
１４を形成し、第２槽４内に突入する端部は寒冷端１６
を形成するとともに熱交換器２６が取付けられ、第２槽
４の液体ヘリウムの温度を１．８〜２．５Ｋに維持す
る。装置は、内外シールド１０，１２および真空缶１８
内に設置される。内外シールド１０，１２は冷却ロッド
１２によって支持されかつ冷却される。
よらない機械的冷却装置を得ること。 【解決手段】 冷却液体の第１および第２容積を画定す
る槽２，４、冷却液体の前記容積の一方内に浸漬された
超伝導磁気コイル構造物６、およびコイル構造物の作動
温度をヘリウム温度範囲以下に維持する冷却装置を有す
るクライオスタット装置。本発明によれば、前記冷却装
置は、冷却液体の前記第１および第２槽２，４内に延長
するパルスチューブ冷凍機（コールドフィンガ、冷却ロ
ッド）１２で、その第１槽２から突出する端部は温暖端
１４を形成し、第２槽４内に突入する端部は寒冷端１６
を形成するとともに熱交換器２６が取付けられ、第２槽
４の液体ヘリウムの温度を１．８〜２．５Ｋに維持す
る。装置は、内外シールド１０，１２および真空缶１８
内に設置される。内外シールド１０，１２は冷却ロッド
１２によって支持されかつ冷却される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮＭＲ（核磁気共
鳴）分光学の分野および関連する応用実験分野における
クライオスタット装置に関するがそれに限定されるもの
でなく、またとくにヘリウム温度以下の範囲において作
動するパルスチューブ冷却機を有する高磁界ＮＭＲ装置
に関する。この型の分光学は、高度に複雑な化学的およ
び生物学的分子を観察するとき現在もっとも正確な解析
方法の一つであり、現在まで可能でなかった種々の発見
を展示することを可能にする。
鳴）分光学の分野および関連する応用実験分野における
クライオスタット装置に関するがそれに限定されるもの
でなく、またとくにヘリウム温度以下の範囲において作
動するパルスチューブ冷却機を有する高磁界ＮＭＲ装置
に関する。この型の分光学は、高度に複雑な化学的およ
び生物学的分子を観察するとき現在もっとも正確な解析
方法の一つであり、現在まで可能でなかった種々の発見
を展示することを可能にする。
【０００２】
【従来の技術】とくに、本発明はＮＭＲ装置のクライオ
スタット装置に関し、とくに直接高磁界ＮＭＲへ応用す
ることを意図している。ごく最近市販されている高磁界
磁気装置は、約１７．６３テスラの磁界に対応する、約
７５０ＭＨｚのプロトン共鳴振動数を示す。ある用途に
対して、たとえば２１．１Ｔに対応する９００ＭＨｚま
たさらにＧｉｇａＨｚ範囲にさえ達する一層高い磁界を
必要とする。分光学は、高い磁界強さおよび、通常１時
間当たり１０-8の範囲またはそれ以下の中心磁界強さ
の、低い磁界ドリフトを必要とする。これらはいずれ
も、トイブナ教育図書社（Teubner Studienbucher)発
行、“超伝導における高出力応用”（Hochstrom-anwend
ung der Supraleitung；High−Power aplication in Su
per conductivity）９３および９４頁においてコマレク
（Komarek)によって提案されたように、現在の標準的Ｎ
ｂ3 ＳｎまたはＮｂＴｉワイヤまたはテープを使用する
ことにより、また２０テスラ装置用ＨＴＣワイヤと組合
わせ、さらに磁石が浸漬された過冷却ヘリウム槽によっ
て、達成することができる。ヘリウム槽の過冷却は、外
部装置、もっともしばしばポンプ集合体によって所要の
温度に槽をポンプダウンすることによって実施される。
過冷却に対してここに使用される定義は、実際に４．２
Ｋ以下の範囲の、とくにラムダ転移点付近および大型ポ
ンプが使用される場合１．８Ｋまでの、温度を参照す
る。ヘリウムの低い蒸気圧力および膜状流のため、一層
の温度低下を達成するのは困難である。約５０ｍｂａｒ
の飽和蒸気圧力において、転移はラムダ点と称せられる
Ｔλ＝２．１７２Ｋにおいて起こる。この点において、
液体ヘリウムＩおよび液体ヘリウムＩＩはラムダ線と称
せられる共通の境界相によって分離される。また装置を
２．１７２Ｋにポンプダウンするとき、ヘリウムクリー
プが、蒸気圧力低下の結果として、液体ヘリウムの物理
的特性の変化により熱交換面の付近において検出される
ことも公知である。
スタット装置に関し、とくに直接高磁界ＮＭＲへ応用す
ることを意図している。ごく最近市販されている高磁界
磁気装置は、約１７．６３テスラの磁界に対応する、約
７５０ＭＨｚのプロトン共鳴振動数を示す。ある用途に
対して、たとえば２１．１Ｔに対応する９００ＭＨｚま
たさらにＧｉｇａＨｚ範囲にさえ達する一層高い磁界を
必要とする。分光学は、高い磁界強さおよび、通常１時
間当たり１０-8の範囲またはそれ以下の中心磁界強さ
の、低い磁界ドリフトを必要とする。これらはいずれ
も、トイブナ教育図書社（Teubner Studienbucher)発
行、“超伝導における高出力応用”（Hochstrom-anwend
ung der Supraleitung；High−Power aplication in Su
per conductivity）９３および９４頁においてコマレク
（Komarek)によって提案されたように、現在の標準的Ｎ
ｂ3 ＳｎまたはＮｂＴｉワイヤまたはテープを使用する
ことにより、また２０テスラ装置用ＨＴＣワイヤと組合
わせ、さらに磁石が浸漬された過冷却ヘリウム槽によっ
て、達成することができる。ヘリウム槽の過冷却は、外
部装置、もっともしばしばポンプ集合体によって所要の
温度に槽をポンプダウンすることによって実施される。
過冷却に対してここに使用される定義は、実際に４．２
Ｋ以下の範囲の、とくにラムダ転移点付近および大型ポ
ンプが使用される場合１．８Ｋまでの、温度を参照す
る。ヘリウムの低い蒸気圧力および膜状流のため、一層
の温度低下を達成するのは困難である。約５０ｍｂａｒ
の飽和蒸気圧力において、転移はラムダ点と称せられる
Ｔλ＝２．１７２Ｋにおいて起こる。この点において、
液体ヘリウムＩおよび液体ヘリウムＩＩはラムダ線と称
せられる共通の境界相によって分離される。また装置を
２．１７２Ｋにポンプダウンするとき、ヘリウムクリー
プが、蒸気圧力低下の結果として、液体ヘリウムの物理
的特性の変化により熱交換面の付近において検出される
ことも公知である。
【０００３】高磁界ＮＭＲ装置において、ヘリウム槽の
ポンプダウンが、クライオスタットに取付けられた開な
らびに閉ループ制御装置技術を使用することは公知であ
る。ポンプダウンはヘリウム槽の全圧力を６０ｍｂａｒ
またはそれ以下に低下させることである。典型的な高磁
界装置は、英国特許第２２８６４５０Ａ号の明細書に記
載されている。
ポンプダウンが、クライオスタットに取付けられた開な
らびに閉ループ制御装置技術を使用することは公知であ
る。ポンプダウンはヘリウム槽の全圧力を６０ｍｂａｒ
またはそれ以下に低下させることである。典型的な高磁
界装置は、英国特許第２２８６４５０Ａ号の明細書に記
載されている。
【０００４】管理されていない装置を作動させるため、
ヘリウム槽の過冷却温度を維持するポンプ装置は、ヘリ
ウム槽の温度を制御する給送されるヘリウムガスの流量
のフィードバック制御と同様に、連続的に監視されなけ
ればならず、そのことは自体投資および維持に費用が付
加されることを意味する。もしポンプ装置が故障するな
らば、ヘリウム槽および磁石は４．２Ｋに向かって暖ま
り始め、磁石は作動しなくなるであろう。このようにな
らないため、かつ確実に連続作動するため、同様に付加
的経費を意味する装置の余剰が要求される。かかるポン
プ式装置の別の欠点は、これがクライオスタットの内部
要素たとえば放射シールドおよび振動をうけ易い他の部
品に伝達される永久的振動源となり得るため、クライオ
スタット装置に接続された給送装置の管系である。かか
るポンプ装置の別の欠点は、負圧による装置への氷の浸
入の増加である。このことは、たとえばコイルから管入
口およびネックチューブ内に通ずる電気的接続において
発生し始める、氷がタレット内に徐々に発生するような
厳しい課題を生じ、実際使用者の認識なしにネックチュ
ーブを閉鎖する。しかして、給送装置はまた永久的点
検、電子的監視および補修も必要とする。
ヘリウム槽の過冷却温度を維持するポンプ装置は、ヘリ
ウム槽の温度を制御する給送されるヘリウムガスの流量
のフィードバック制御と同様に、連続的に監視されなけ
ればならず、そのことは自体投資および維持に費用が付
加されることを意味する。もしポンプ装置が故障するな
らば、ヘリウム槽および磁石は４．２Ｋに向かって暖ま
り始め、磁石は作動しなくなるであろう。このようにな
らないため、かつ確実に連続作動するため、同様に付加
的経費を意味する装置の余剰が要求される。かかるポン
プ式装置の別の欠点は、これがクライオスタットの内部
要素たとえば放射シールドおよび振動をうけ易い他の部
品に伝達される永久的振動源となり得るため、クライオ
スタット装置に接続された給送装置の管系である。かか
るポンプ装置の別の欠点は、負圧による装置への氷の浸
入の増加である。このことは、たとえばコイルから管入
口およびネックチューブ内に通ずる電気的接続において
発生し始める、氷がタレット内に徐々に発生するような
厳しい課題を生じ、実際使用者の認識なしにネックチュ
ーブを閉鎖する。しかして、給送装置はまた永久的点
検、電子的監視および補修も必要とする。
【０００５】磁石を内蔵する容器内のガス圧力を低下す
ることは、制御機構が２．２Ｋ段階に導入されなければ
ならないことも意味している。この制御機構は、通常特
殊な弁、多分きわめて少ない流量が得られる針弁であ
る。実際に漏洩流量と定義される少ない流量のため、こ
の漏洩流は弁スピンドルの接近し得る温暖端からの漏洩
流を設定することによって制御しなければならない。氷
が装置内に浸入しないように注意する必要がある。低圧
すなわち弁装置内の吸込みプロセスのため、所望の流量
の設定を不可能にする弁座への粒子の浸入に対する保護
手段を設けなければならない。また上記のように、この
装置は、ウォームアップおよびクールダウンの間にまた
は氷が頂部容器から浸入するときもっとも起こり易い氷
結の問題に遭遇し、そのこと自体流量の調節を不可能に
しないまでも困難にする。さらに、この型の精密制御要
素は高価で、ＮＭＲ装置の全経費を増加する。
ることは、制御機構が２．２Ｋ段階に導入されなければ
ならないことも意味している。この制御機構は、通常特
殊な弁、多分きわめて少ない流量が得られる針弁であ
る。実際に漏洩流量と定義される少ない流量のため、こ
の漏洩流は弁スピンドルの接近し得る温暖端からの漏洩
流を設定することによって制御しなければならない。氷
が装置内に浸入しないように注意する必要がある。低圧
すなわち弁装置内の吸込みプロセスのため、所望の流量
の設定を不可能にする弁座への粒子の浸入に対する保護
手段を設けなければならない。また上記のように、この
装置は、ウォームアップおよびクールダウンの間にまた
は氷が頂部容器から浸入するときもっとも起こり易い氷
結の問題に遭遇し、そのこと自体流量の調節を不可能に
しないまでも困難にする。さらに、この型の精密制御要
素は高価で、ＮＭＲ装置の全経費を増加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ラムダ温度水準におい
て安定した温度を得るため、液体ヘリウムのエンタルピ
の約４０％が下方液体ヘリウム槽から取出されなけけれ
ばならず、またポンプ式装置における完全な蒸発のため
に添加されなければならない。したがって、ポンプ装置
は液体ヘリウムの蒸発の増加および匹敵する大きさの
４．２Ｋジュワー瓶より高価な全運転および維持費の増
加を示す。要するに、過冷却装置は、液体ヘリウムの通
常の沸騰点において作動するクライオスタットより構造
および配置全体が一層複雑でかつ故障し易いことにおい
て、努力目標を提供する。
て安定した温度を得るため、液体ヘリウムのエンタルピ
の約４０％が下方液体ヘリウム槽から取出されなけけれ
ばならず、またポンプ式装置における完全な蒸発のため
に添加されなければならない。したがって、ポンプ装置
は液体ヘリウムの蒸発の増加および匹敵する大きさの
４．２Ｋジュワー瓶より高価な全運転および維持費の増
加を示す。要するに、過冷却装置は、液体ヘリウムの通
常の沸騰点において作動するクライオスタットより構造
および配置全体が一層複雑でかつ故障し易いことにおい
て、努力目標を提供する。
【０００７】装置全体への、および歪みのないよいＮＭ
Ｒ信号を得ることを不可能にする磁石への振動の導入の
ため、またこの温度範囲に対して一般に低温クライオ冷
却機を利用することができないため、ＮＭＲ装置にピス
トン駆動クライオ冷却機を導入することは従来実行可能
ではなかった。その間、クライオ冷却機における現代の
技術はいちじるしく進歩し、ピストンのない装置によっ
てさえ２．１３Ｋのような低温を得ることが可能になっ
た。上記に強調したように、このことはこの温度範囲が
ポンプ給送および実際に他の４．２Ｋ装置とまったく同
様に作動する槽なしに達成可能であることを意味する。
ラムダ温度において冷却容量を有する冷却機は、下記の
記載においてラムダ冷却機と呼称する。したがって、本
発明の目的は高磁界ＮＭＲ装置に対するポンプによらな
い機械的冷却装置を得ることにある。
Ｒ信号を得ることを不可能にする磁石への振動の導入の
ため、またこの温度範囲に対して一般に低温クライオ冷
却機を利用することができないため、ＮＭＲ装置にピス
トン駆動クライオ冷却機を導入することは従来実行可能
ではなかった。その間、クライオ冷却機における現代の
技術はいちじるしく進歩し、ピストンのない装置によっ
てさえ２．１３Ｋのような低温を得ることが可能になっ
た。上記に強調したように、このことはこの温度範囲が
ポンプ給送および実際に他の４．２Ｋ装置とまったく同
様に作動する槽なしに達成可能であることを意味する。
ラムダ温度において冷却容量を有する冷却機は、下記の
記載においてラムダ冷却機と呼称する。したがって、本
発明の目的は高磁界ＮＭＲ装置に対するポンプによらな
い機械的冷却装置を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、冷却液
体の第１および第２容積を画定する装置、冷却液体の前
記容積の一方内に浸漬された超伝導磁気コイル構造物、
およびコイル構造物の作動温度をヘリウム温度範囲以下
に維持する冷却装置を有するクライオスタット装置にお
いて、前記冷却装置が冷却液体の前記第１および第２容
積内に延長するパルスチューブ冷凍機であることを特徴
とするクライオスタット装置が得られる。パルスチュー
ブ冷凍機は寒冷端およびコイル構造物が浸漬される液体
の容積内に延長する寒冷端に連結された熱交換器を備え
る。パルスチューブ冷凍機は、冷却液体の蒸発を減少す
るため、現存するネックチューブに接続されるのが便利
である。
体の第１および第２容積を画定する装置、冷却液体の前
記容積の一方内に浸漬された超伝導磁気コイル構造物、
およびコイル構造物の作動温度をヘリウム温度範囲以下
に維持する冷却装置を有するクライオスタット装置にお
いて、前記冷却装置が冷却液体の前記第１および第２容
積内に延長するパルスチューブ冷凍機であることを特徴
とするクライオスタット装置が得られる。パルスチュー
ブ冷凍機は寒冷端およびコイル構造物が浸漬される液体
の容積内に延長する寒冷端に連結された熱交換器を備え
る。パルスチューブ冷凍機は、冷却液体の蒸発を減少す
るため、現存するネックチューブに接続されるのが便利
である。
【０００９】パルスチューブ冷凍機の温暖端は、８０Ｋ
で作動する別のパルスチューブ冷凍機によって、または
液体窒素温度水準および／または放射シールドの低温に
タレットの内部リンク位置において直接にリンクされる
ことによって予冷することができる。パルスチューブ冷
凍機は、放射シールドを冷却しかつ支持するため使用す
ることもできる。パルスチューブ冷凍機は、もし剛性の
ものとして構成されるならば、多段冷却機の場合に放射
シールドを冷却しかつ支持し、同時にネックチューブを
支持し、磁石装置を懸垂するため使用することができ
る。
で作動する別のパルスチューブ冷凍機によって、または
液体窒素温度水準および／または放射シールドの低温に
タレットの内部リンク位置において直接にリンクされる
ことによって予冷することができる。パルスチューブ冷
凍機は、放射シールドを冷却しかつ支持するため使用す
ることもできる。パルスチューブ冷凍機は、もし剛性の
ものとして構成されるならば、多段冷却機の場合に放射
シールドを冷却しかつ支持し、同時にネックチューブを
支持し、磁石装置を懸垂するため使用することができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は、典型的には４．２Ｋの温度の
第１上方ヘリウム槽２、および典型的には１．８〜２．
５Ｋの温度の第２下方ヘリウム槽４を有し、それゆえ冷
却液体の第１および第２容積を画定する高磁界ＮＭＲ装
置の一部を示す。下方ヘリウム槽には超伝導磁気コイル
装置６が浸漬されている。二つの放射シールド８．１０
が示されている。これまで記載されたＮＭＲ装置は周知
であり、かつ上記英国特許明細書にも上方および下方槽
２，４が互いに連結される方法が記載されていることが
認められるであろう。
づいて説明する。図１は、典型的には４．２Ｋの温度の
第１上方ヘリウム槽２、および典型的には１．８〜２．
５Ｋの温度の第２下方ヘリウム槽４を有し、それゆえ冷
却液体の第１および第２容積を画定する高磁界ＮＭＲ装
置の一部を示す。下方ヘリウム槽には超伝導磁気コイル
装置６が浸漬されている。二つの放射シールド８．１０
が示されている。これまで記載されたＮＭＲ装置は周知
であり、かつ上記英国特許明細書にも上方および下方槽
２，４が互いに連結される方法が記載されていることが
認められるであろう。
【００１１】本発明は上記特許明細書に記載された装置
を、そこに記載された冷却装置をパルスチューブ冷凍機
と置換することによって、改良することを意図してい
る。図１に示されたパルスチューブ冷凍機は、温暖端１
４および寒冷端１６を有するコールドフィンガまたは冷
却ロッド１２を有する。冷却ロッドは、上方槽２を通っ
て下方槽４内に延長し、そこで熱交換器２６に連結され
ている。挿入された冷却ロッド１２は、点２０，２２に
おいて一つまたはいくつかの放射シールド８，１０に熱
的に接続され、放射シールドを冷却すべく作用する。外
側真空缶１８はシールド１０を囲んでいる。温暖端１４
は、点２０，２２における放射シールドの支持部材とし
てまた放射シールドを冷却する装置としても作用し得
る、８０Ｋパルスチューブ冷凍機によって予冷すること
ができる。そうでなければ、位置２２は、放射シールド
１０に代えてそこに直接連結された液体窒素容器によっ
て冷却される。
を、そこに記載された冷却装置をパルスチューブ冷凍機
と置換することによって、改良することを意図してい
る。図１に示されたパルスチューブ冷凍機は、温暖端１
４および寒冷端１６を有するコールドフィンガまたは冷
却ロッド１２を有する。冷却ロッドは、上方槽２を通っ
て下方槽４内に延長し、そこで熱交換器２６に連結され
ている。挿入された冷却ロッド１２は、点２０，２２に
おいて一つまたはいくつかの放射シールド８，１０に熱
的に接続され、放射シールドを冷却すべく作用する。外
側真空缶１８はシールド１０を囲んでいる。温暖端１４
は、点２０，２２における放射シールドの支持部材とし
てまた放射シールドを冷却する装置としても作用し得
る、８０Ｋパルスチューブ冷凍機によって予冷すること
ができる。そうでなければ、位置２２は、放射シールド
１０に代えてそこに直接連結された液体窒素容器によっ
て冷却される。
【００１２】二つの槽を上記に説明したが、ＮＭＲ装置
は、冷却液体の第１および第２の容積を形成する、内部
仕切装置を有する単一の槽を備えることができる。仕切
装置は厚い、薄い壁の中空のディスク、排気したディス
ク、またはナイロンまたは炭素繊維複合体のような低熱
伝導材料から作られたディスクとすることができる。上
記のように、もしパルスチューブが剛性のものとして構
成されるならば、この仕切ディスクはもし冷却機の永久
的固定が推奨されるならば冷却機自体の上に固定するこ
とができる。
は、冷却液体の第１および第２の容積を形成する、内部
仕切装置を有する単一の槽を備えることができる。仕切
装置は厚い、薄い壁の中空のディスク、排気したディス
ク、またはナイロンまたは炭素繊維複合体のような低熱
伝導材料から作られたディスクとすることができる。上
記のように、もしパルスチューブが剛性のものとして構
成されるならば、この仕切ディスクはもし冷却機の永久
的固定が推奨されるならば冷却機自体の上に固定するこ
とができる。
【００１３】以下、いわゆるパルスチューブ冷凍機の作
用を説明する。パルスチューブ冷却機はいまやヘリウム
のラムダ温度ラインに到達した。典型的ラムダ温度用パ
ルスチューブの形状は、ジー．サムズ（G. Thummes）、
エス．ベンダ（S. Bender ）およびジー．ハイデン（G.
Heiden)による刊行物中において、クリオゲニクス誌１
９９６年、第３６巻第９号、第７０９〜７１１頁に搭載
された、“液体窒素予冷二段階パルスチューブ冷凍機を
備えた4 Heラムダ管への到達”と称する論文中で論じら
れている。ここに記載されたパルスチューブの構造は、
ラムダ冷却機を予冷する装置として液体窒素を使用する
予冷装置を使用している。この予冷は付加的の二段階ま
たは一段階パルスチューブ冷凍機によっても促進され、
該冷凍機はシールド装置を冷却する一方その最終段階に
取付けられたコールドフィンガはヘリウム槽をラムダ温
度に冷却しかつその温度を維持する。
用を説明する。パルスチューブ冷却機はいまやヘリウム
のラムダ温度ラインに到達した。典型的ラムダ温度用パ
ルスチューブの形状は、ジー．サムズ（G. Thummes）、
エス．ベンダ（S. Bender ）およびジー．ハイデン（G.
Heiden)による刊行物中において、クリオゲニクス誌１
９９６年、第３６巻第９号、第７０９〜７１１頁に搭載
された、“液体窒素予冷二段階パルスチューブ冷凍機を
備えた4 Heラムダ管への到達”と称する論文中で論じら
れている。ここに記載されたパルスチューブの構造は、
ラムダ冷却機を予冷する装置として液体窒素を使用する
予冷装置を使用している。この予冷は付加的の二段階ま
たは一段階パルスチューブ冷凍機によっても促進され、
該冷凍機はシールド装置を冷却する一方その最終段階に
取付けられたコールドフィンガはヘリウム槽をラムダ温
度に冷却しかつその温度を維持する。
【００１４】上記のように、ラムダ冷却機は本質的に単
一の中空円管１２を有し、再生機管は熱交換器２６がそ
の低温段階に取付けられ、かつ液体ヘリウム槽を一定の
温度に維持するきわめて有効な装置を形成する、いわゆ
るコールドフィンガである。再生機およびパルスチュー
ブの種々の構造、配置はクリオゲニクス誌１９８８年、
第２８巻８月号に、“実際のパルスチューブ冷凍機：同
軸構造および粘性の影響”と称する、アール，エヌ，リ
チャードソン（R.N.Richerdson）の論文に記載されてい
る。４．２Ｋから２Ｋへの１００リットルのヘリウムの
典型的容積の温度降下は、もし冷却機が２Ｋにおいて
０．２Ｗの冷却容量を持つべく設計されているならば、
２日から３日の間に達成できる。もし一層強力な冷却容
量が利用可能であるならば、この冷却時間は一層短縮可
能である。もし望むならば、一層迅速な冷却速度を得る
ために、改装されるポンプ管系をタレットに挿入するこ
とができる。
一の中空円管１２を有し、再生機管は熱交換器２６がそ
の低温段階に取付けられ、かつ液体ヘリウム槽を一定の
温度に維持するきわめて有効な装置を形成する、いわゆ
るコールドフィンガである。再生機およびパルスチュー
ブの種々の構造、配置はクリオゲニクス誌１９８８年、
第２８巻８月号に、“実際のパルスチューブ冷凍機：同
軸構造および粘性の影響”と称する、アール，エヌ，リ
チャードソン（R.N.Richerdson）の論文に記載されてい
る。４．２Ｋから２Ｋへの１００リットルのヘリウムの
典型的容積の温度降下は、もし冷却機が２Ｋにおいて
０．２Ｗの冷却容量を持つべく設計されているならば、
２日から３日の間に達成できる。もし一層強力な冷却容
量が利用可能であるならば、この冷却時間は一層短縮可
能である。もし望むならば、一層迅速な冷却速度を得る
ために、改装されるポンプ管系をタレットに挿入するこ
とができる。
【００１５】これらの型の浸漬した、槽冷却高磁界装置
は、一旦槽が特定の設定温度に冷却されるとき、いちじ
るしく安定した機能を奏する。したがって、コールドフ
ィンガに適当な市販されたアルミニウムひれ付き熱交換
器、またはこの技術において普通の他の熱交換器を取付
けることは、ヘリウム槽の作動温度を維持するため、ヘ
リウム槽への熱伝達の有効な装置を形成する。異なった
作動条件の結果としての温度変動は、小さい動力しかパ
ルスチューブから利用し得ないときでさえも、容易に計
算可能である。
は、一旦槽が特定の設定温度に冷却されるとき、いちじ
るしく安定した機能を奏する。したがって、コールドフ
ィンガに適当な市販されたアルミニウムひれ付き熱交換
器、またはこの技術において普通の他の熱交換器を取付
けることは、ヘリウム槽の作動温度を維持するため、ヘ
リウム槽への熱伝達の有効な装置を形成する。異なった
作動条件の結果としての温度変動は、小さい動力しかパ
ルスチューブから利用し得ないときでさえも、容易に計
算可能である。
【００１６】この少動力量の冷却は、取囲む液体ヘリウ
ムにおける密度流変化によって生じた温度変動を考慮す
ることができる。しかしながら、ラムダ温度以下の温度
は、技術的見地から制御するのが困難なヘリウムクリー
プ作用を最少にするため回避されるべきである。熱的成
層はポンプ式装置と同じで、かつ付加的困難を加えるも
のでない。本発明の一つの利点は、特定の温度を維持す
るためいかなる負圧も存在しないため、氷結の問題が最
少になりしたがって使用者側における処理が一層容易に
なり、すべての安全性が改善される。
ムにおける密度流変化によって生じた温度変動を考慮す
ることができる。しかしながら、ラムダ温度以下の温度
は、技術的見地から制御するのが困難なヘリウムクリー
プ作用を最少にするため回避されるべきである。熱的成
層はポンプ式装置と同じで、かつ付加的困難を加えるも
のでない。本発明の一つの利点は、特定の温度を維持す
るためいかなる負圧も存在しないため、氷結の問題が最
少になりしたがって使用者側における処理が一層容易に
なり、すべての安全性が改善される。
【００１７】さらに、図１に示された本発明は、冷却機
が作業するのに失敗することはもっとも起こり得ないこ
とであり、交換はコールドフィンガ１２を引出して他の
ものと更新することによって容易に実施可能である。パ
ルスチューブは、もし再生機およびパルスチューブが直
列に配置されるならば、チューブの湾曲が実施可能であ
るかまたは、更新するとき使用者の側において設置高さ
に対応可能とするため、可撓性部分がパルスチューブと
再生機チューブとの接続点に導入可能であるように、構
成することができる。この温度におけるヘリウムの高熱
容量のため、必要になるとすれば冷却機の交換に対して
十分な時間（典型的には２ないし３日）が存在する。
が作業するのに失敗することはもっとも起こり得ないこ
とであり、交換はコールドフィンガ１２を引出して他の
ものと更新することによって容易に実施可能である。パ
ルスチューブは、もし再生機およびパルスチューブが直
列に配置されるならば、チューブの湾曲が実施可能であ
るかまたは、更新するとき使用者の側において設置高さ
に対応可能とするため、可撓性部分がパルスチューブと
再生機チューブとの接続点に導入可能であるように、構
成することができる。この温度におけるヘリウムの高熱
容量のため、必要になるとすれば冷却機の交換に対して
十分な時間（典型的には２ないし３日）が存在する。
【００１８】図１に示された装置の別の利点は、冷却装
置を設置することの容易さである。好適には、かかる高
磁界装置は、二重容器装置として、たとえば二重タンク
ジュワーとして形成される。そのことは、パルスチュー
ブ冷凍機がクライオスタットの外側真空ケースの頂部フ
ランジに固定または嵌装するだけでよく、一方他の部分
は下方のヘリウム槽まで延長し、たとえば２．２３Ｋに
おいて浸漬された超伝導磁石６は両方のヘリウム槽２，
４を連結する管内に小さい環を残して案内されるだけで
酔い。永久的に固定することは必要なくまたは特殊な位
置に対して必要でない。これは磁石をランダウンする必
要のない冷却機の嵌装または更新を容易にしそのことで
かなりの経費および時間が節約される。
置を設置することの容易さである。好適には、かかる高
磁界装置は、二重容器装置として、たとえば二重タンク
ジュワーとして形成される。そのことは、パルスチュー
ブ冷凍機がクライオスタットの外側真空ケースの頂部フ
ランジに固定または嵌装するだけでよく、一方他の部分
は下方のヘリウム槽まで延長し、たとえば２．２３Ｋに
おいて浸漬された超伝導磁石６は両方のヘリウム槽２，
４を連結する管内に小さい環を残して案内されるだけで
酔い。永久的に固定することは必要なくまたは特殊な位
置に対して必要でない。これは磁石をランダウンする必
要のない冷却機の嵌装または更新を容易にしそのことで
かなりの経費および時間が節約される。
【００１９】さらに、作動中、そして冷却機が２．２Ｋ
において冷却出力を供給し続けるとき、４．２Ｋヘリウ
ム槽における熱勾配は２．２Ｋの境界が上方がヘリウム
槽２に向って移動する傾向を有し（熱的成層または異な
った温度水準の層の形成）、同時に下方貯槽４に向うヘ
リウムの補給が両方の容器に種々の環部を通して実施さ
れる。かくしてヘリウム槽の上方領域内に温度勾配が発
生し、ヘリウム槽はもはや純粋な４．２Ｋ槽に出現する
温度の均一性を示さなくなる。これは磁石を熱的に保護
するためある程度望ましい。もし望むならば、これは、
圧縮機出力を調節または減少することにより、または液
体ヘリウム４の水準が通常の蒸発まで低下するならば、
上方ヘリウム槽２に再充填することによりもしくは抵抗
器によって上方槽を僅かに加熱することにより、きわめ
て便利に制御可能である。
において冷却出力を供給し続けるとき、４．２Ｋヘリウ
ム槽における熱勾配は２．２Ｋの境界が上方がヘリウム
槽２に向って移動する傾向を有し（熱的成層または異な
った温度水準の層の形成）、同時に下方貯槽４に向うヘ
リウムの補給が両方の容器に種々の環部を通して実施さ
れる。かくしてヘリウム槽の上方領域内に温度勾配が発
生し、ヘリウム槽はもはや純粋な４．２Ｋ槽に出現する
温度の均一性を示さなくなる。これは磁石を熱的に保護
するためある程度望ましい。もし望むならば、これは、
圧縮機出力を調節または減少することにより、または液
体ヘリウム４の水準が通常の蒸発まで低下するならば、
上方ヘリウム槽２に再充填することによりもしくは抵抗
器によって上方槽を僅かに加熱することにより、きわめ
て便利に制御可能である。
【００２０】チューブ１２の直径は５〜２０mmの範囲が
もっとも多く、コールドフィンガを下方ヘリウム槽４が
引出さなければならない場合、４．２Ｋから２．２Ｋへ
の熱貫流を生ずるコールドフィンガの大きさに対応する
小容積が、ヘリウム槽２，４の間に開いている。この下
方に伝達される熱は、槽４内の下方液体ヘリウムへの計
算された環部の総和より大きい程度の大きさである。コ
ールドフィンガの引出しは、４．２Ｋ液体ヘリウム槽が
迅速に安定しかつ両方の槽の間の熱勾配を回復するとと
もに上方ヘリウム槽に勾配を延長し、上方ヘリウム槽は
上記充填の間熱流入の突然の変化（４．２Ｋ液体ヘリウ
ム温度が２．２Ｋに低下）に対して保護するため、クラ
イオ装置自体の機能を維持することを混乱させまたは不
可能にすることはない。
もっとも多く、コールドフィンガを下方ヘリウム槽４が
引出さなければならない場合、４．２Ｋから２．２Ｋへ
の熱貫流を生ずるコールドフィンガの大きさに対応する
小容積が、ヘリウム槽２，４の間に開いている。この下
方に伝達される熱は、槽４内の下方液体ヘリウムへの計
算された環部の総和より大きい程度の大きさである。コ
ールドフィンガの引出しは、４．２Ｋ液体ヘリウム槽が
迅速に安定しかつ両方の槽の間の熱勾配を回復するとと
もに上方ヘリウム槽に勾配を延長し、上方ヘリウム槽は
上記充填の間熱流入の突然の変化（４．２Ｋ液体ヘリウ
ム温度が２．２Ｋに低下）に対して保護するため、クラ
イオ装置自体の機能を維持することを混乱させまたは不
可能にすることはない。
【００２１】現在において、パルスチューブ再生機の材
料は磁性稀土類材料よりなる。３．６Ｋ程に低い温度
は、純粋な非磁性鉛のショットを使用することにより得
られることが知られている。それゆえ、将来の使用の際
磁性再生機の材料の使用を廃止し得るか、またはもしこ
れが実行可能でないことを証明すべきであるならば、再
生機の適当な磁気シールドを用意することができる。つ
め物をしてさえ、この磁気作用は、この質量が密に充填
されその機能の特性によって再生機内においていずれの
方向にも移動することは許されず、すべての磁性物品に
加えるだけのきわめて小さい一塊の質量に過ぎないので
（たとえばねじおよび他の磁性物品）実現可能である。
いずれの場合にも、ひとかたまりの質量の選別は可能で
ある。
料は磁性稀土類材料よりなる。３．６Ｋ程に低い温度
は、純粋な非磁性鉛のショットを使用することにより得
られることが知られている。それゆえ、将来の使用の際
磁性再生機の材料の使用を廃止し得るか、またはもしこ
れが実行可能でないことを証明すべきであるならば、再
生機の適当な磁気シールドを用意することができる。つ
め物をしてさえ、この磁気作用は、この質量が密に充填
されその機能の特性によって再生機内においていずれの
方向にも移動することは許されず、すべての磁性物品に
加えるだけのきわめて小さい一塊の質量に過ぎないので
（たとえばねじおよび他の磁性物品）実現可能である。
いずれの場合にも、ひとかたまりの質量の選別は可能で
ある。
【００２２】記載されたラムダパルスチューブ冷却機
は、液体ヘリウム槽における液化に使用可能であり、こ
のヘリウム槽温度は液体ヘリウムの通常の沸騰温度、す
なわち４．２Ｋとして定義され、長期間の連続作動に必
要なＮＭＲ高磁界装置に対してとくに目標とされてい
る。したがって、ラムダ冷却機は槽冷却４．２Ｋ分光装
置用にも通常もっとも多く使用される。本発明はまた異
なった範囲の用途、すなわち３００〜７００ＭＨｚ装置
に対応する中間範囲の、高磁界磁石にも使用される。ラ
ムダ冷却機はＮＭＲ装置のネックチューブに便利に設置
可能であり、それにより液体フィルムの沸騰を回避し、
それゆえ使用者に液体処理の必要がなくかつ確実に連続
作業する損失ゼロの装置を提供する。
は、液体ヘリウム槽における液化に使用可能であり、こ
のヘリウム槽温度は液体ヘリウムの通常の沸騰温度、す
なわち４．２Ｋとして定義され、長期間の連続作動に必
要なＮＭＲ高磁界装置に対してとくに目標とされてい
る。したがって、ラムダ冷却機は槽冷却４．２Ｋ分光装
置用にも通常もっとも多く使用される。本発明はまた異
なった範囲の用途、すなわち３００〜７００ＭＨｚ装置
に対応する中間範囲の、高磁界磁石にも使用される。ラ
ムダ冷却機はＮＭＲ装置のネックチューブに便利に設置
可能であり、それにより液体フィルムの沸騰を回避し、
それゆえ使用者に液体処理の必要がなくかつ確実に連続
作業する損失ゼロの装置を提供する。
【００２３】現在の市販の装置では沸騰が少ないが、本
発明は液体処理を減少し、かつヘリウムの水準を磁石を
再充填または再詰め込みする必要なしに一定に保持し、
それゆえ充填およびそれによって生ずる停止の必要がも
はや存在しないことにおいて、かかる装置の作業の連続
期間をかなり延長する。また本発明は、ヘリウム容器を
周囲から完全に閉鎖することを可能にし、それゆえポン
プ式装置におけるように、外部動力源によって影響され
ることのない安定した自律式クライオ環境が得られる。
一般に、分光装置はクライオスタットにある過圧を維持
することにより空気の進入に対して保護される。
発明は液体処理を減少し、かつヘリウムの水準を磁石を
再充填または再詰め込みする必要なしに一定に保持し、
それゆえ充填およびそれによって生ずる停止の必要がも
はや存在しないことにおいて、かかる装置の作業の連続
期間をかなり延長する。また本発明は、ヘリウム容器を
周囲から完全に閉鎖することを可能にし、それゆえポン
プ式装置におけるように、外部動力源によって影響され
ることのない安定した自律式クライオ環境が得られる。
一般に、分光装置はクライオスタットにある過圧を維持
することにより空気の進入に対して保護される。
【００２４】しかしながら、ポンプ式装置の場合、ヘリ
ウム液体液面上の空間内のヘリウムガスはタレットの管
装置を通って流出するヘリウムとなお相互作用して、低
温技術において周知の現象である、ヘリウムの沸騰を増
加する熱的振動を誘起する。ラムダ冷却機を導入するこ
とにより、クライオスタットはさらに簡単化されかつ沸
騰における望ましくない熱的作用は停止される。現在ま
で、液化装置の導入は実施可能でなく、満足なＮＭＲ信
号はＧＭ冷却機の可動部分すなわちピストンのため得ら
れず、ピストンはその振動運動のため磁界に影響し、磁
界はアルミニウムシールドに渦電流を間接的に導入し、
ピストンの振動のためシールド構造を永久的に励起す
る。
ウム液体液面上の空間内のヘリウムガスはタレットの管
装置を通って流出するヘリウムとなお相互作用して、低
温技術において周知の現象である、ヘリウムの沸騰を増
加する熱的振動を誘起する。ラムダ冷却機を導入するこ
とにより、クライオスタットはさらに簡単化されかつ沸
騰における望ましくない熱的作用は停止される。現在ま
で、液化装置の導入は実施可能でなく、満足なＮＭＲ信
号はＧＭ冷却機の可動部分すなわちピストンのため得ら
れず、ピストンはその振動運動のため磁界に影響し、磁
界はアルミニウムシールドに渦電流を間接的に導入し、
ピストンの振動のためシールド構造を永久的に励起す
る。
【００２５】図２を参照すると、ラムダ冷却機が詳細に
示されている。同様の部分は図１と同じ符号を付されて
いる。パルスチューブ冷凍機は、高磁界磁気装置の冷却
用２．２Ｋ冷却機として作用する。パルスチューブ冷凍
機は、詳細図Ａに示されたように熱交換装置に取付けら
れ、それゆえポンプ式槽を有しない。パルスチューブ冷
凍機は、もし固定されるならば懸架装置の一部としてか
つシールド冷却機として使用される。冷却ひれを寒冷ヘ
ッドに設けることができる。ばね装置２８は、寒冷ヘッ
ドから外側真空容器まで延長している。外側真空容器
は、点３０において連結されている。冷却機は点３４に
おいて取付けられている。
示されている。同様の部分は図１と同じ符号を付されて
いる。パルスチューブ冷凍機は、高磁界磁気装置の冷却
用２．２Ｋ冷却機として作用する。パルスチューブ冷凍
機は、詳細図Ａに示されたように熱交換装置に取付けら
れ、それゆえポンプ式槽を有しない。パルスチューブ冷
凍機は、もし固定されるならば懸架装置の一部としてか
つシールド冷却機として使用される。冷却ひれを寒冷ヘ
ッドに設けることができる。ばね装置２８は、寒冷ヘッ
ドから外側真空容器まで延長している。外側真空容器
は、点３０において連結されている。冷却機は点３４に
おいて取付けられている。
【００２６】図３を参照すると、高磁界ＮＭＲ装置用
４．２Ｋ冷却機および液化装置が示されている。同様の
部分は図１と同じ符号を付されている。冷却機はＮＭＲ
高磁界磁石用単一容器ジュワーにおいて作動する。ガス
領域は点３６で示され、液体領域は点３８で示されてい
る。領域ＡおよびＢは、それぞれ詳細図ＡおよびＢに詳
細に示されている。
４．２Ｋ冷却機および液化装置が示されている。同様の
部分は図１と同じ符号を付されている。冷却機はＮＭＲ
高磁界磁石用単一容器ジュワーにおいて作動する。ガス
領域は点３６で示され、液体領域は点３８で示されてい
る。領域ＡおよびＢは、それぞれ詳細図ＡおよびＢに詳
細に示されている。
【００２７】図４を参照すると、この図面は、この技術
において公知の、種々のパルスチューブ４０および再生
機チューブ４２が、熱交換器４４とともに示されてい
る。これら図示装置はいずれも本発明に使用するのに適
している。パルスチューブが磁石の熱障壁または一部お
よびクライオスタットの機械的負荷を支持するため強固
に作られている場合、パルスチューブは固定、たとえば
好適には図１の位置２５または２６において溶接されな
ければならない。ついでパルスチューブ装置の収縮を考
慮するため、パルスチューブの温暖端と外側真空ケース
との間の位置２２に、一つまたは二つのベローベンドを
チューブに導入することが必要である。もしパルスチュ
ーブが大きい負荷を支持しなければならないならば、前
記チューブは軟質ベローおよび内部皿ばね装置と交換す
ることができ、それらは負荷を支持すると同時に、図２
に示されたように、装置の熱収縮の発生を可能にしてい
る。そうでなければ、チューブ上部の部分は熱膨張係数
が負の材料から作ることができる。しかしながら、好適
な位置は、軟質ペローを位置２２と２２ａの間に挿入す
るとともにパルスチューブ冷凍機が槽２，４に案内され
かつ放射シールドに熱的に接続される位置である。
において公知の、種々のパルスチューブ４０および再生
機チューブ４２が、熱交換器４４とともに示されてい
る。これら図示装置はいずれも本発明に使用するのに適
している。パルスチューブが磁石の熱障壁または一部お
よびクライオスタットの機械的負荷を支持するため強固
に作られている場合、パルスチューブは固定、たとえば
好適には図１の位置２５または２６において溶接されな
ければならない。ついでパルスチューブ装置の収縮を考
慮するため、パルスチューブの温暖端と外側真空ケース
との間の位置２２に、一つまたは二つのベローベンドを
チューブに導入することが必要である。もしパルスチュ
ーブが大きい負荷を支持しなければならないならば、前
記チューブは軟質ベローおよび内部皿ばね装置と交換す
ることができ、それらは負荷を支持すると同時に、図２
に示されたように、装置の熱収縮の発生を可能にしてい
る。そうでなければ、チューブ上部の部分は熱膨張係数
が負の材料から作ることができる。しかしながら、好適
な位置は、軟質ペローを位置２２と２２ａの間に挿入す
るとともにパルスチューブ冷凍機が槽２，４に案内され
かつ放射シールドに熱的に接続される位置である。
【００２８】もしパルスチューブを槽２内の液体ヘリウ
ム内に浸付させることを望まないならば、これはチュー
ブの周りに適当な壁厚で断熱材を巻くことによって、ま
たは永久的に溶接されそれぞれ容器の下方および上方板
を連結する付加的管を槽内に設置することによって達成
可能である。このようにして、パルスチューブはクライ
オスタットの共通の真空を分け合い、パルスチューブ内
の縦方向熱勾配は影響されない。位置２６における熱伝
達装置は市販の熱交換器とすることができる。この構造
の別の利点は、ヘリウム容器は熱交換面が僅かに点２４
まで貫通することができかつ輻射型熱交換プロセスを実
施するため、長さを短縮することができることである。
ム内に浸付させることを望まないならば、これはチュー
ブの周りに適当な壁厚で断熱材を巻くことによって、ま
たは永久的に溶接されそれぞれ容器の下方および上方板
を連結する付加的管を槽内に設置することによって達成
可能である。このようにして、パルスチューブはクライ
オスタットの共通の真空を分け合い、パルスチューブ内
の縦方向熱勾配は影響されない。位置２６における熱伝
達装置は市販の熱交換器とすることができる。この構造
の別の利点は、ヘリウム容器は熱交換面が僅かに点２４
まで貫通することができかつ輻射型熱交換プロセスを実
施するため、長さを短縮することができることである。
【００２９】この技術に通じた人々には、本発明がＮＭ
Ｒ用に限定されるものでなく他の分野の用途にも拡張可
能であることが認識されるであろう。本発明は１〜４．
２Ｋの温度範囲において作動すべく配置されたＮＭＲ装
置に便利に使用することができる。
Ｒ用に限定されるものでなく他の分野の用途にも拡張可
能であることが認識されるであろう。本発明は１〜４．
２Ｋの温度範囲において作動すべく配置されたＮＭＲ装
置に便利に使用することができる。
【図１】パルスチューブ冷凍機を備えたＮＭＲ装置の部
分図。
分図。
【図２】高磁場磁気装置の冷却用パルスチューブ冷凍冷
却機として使用されるときの、図１に示すＮＭＲ装置の
該部分のきわめて詳細な図。
却機として使用されるときの、図１に示すＮＭＲ装置の
該部分のきわめて詳細な図。
【図３】高磁場磁気装置の冷却用４．２Ｋ冷却機および
液化装置の図。
液化装置の図。
【図４】種々のパルスチューブ構造の図。
２ 上方ヘリウム槽 ４ 下方ヘリウム槽 ６ 磁気コイル装置 ８，１０ シールド １２ コールドフィンガ １４ 温暖端 １６ 寒冷端 １８ 外側真空缶 ２０，２２，２４ 点 ２５ 位置 ２６ 熱交換器 ２８ ばね装置 ３４，３８ 点 ４０ パルスチューブ ４２ 再生機 ４４ 熱交換器
Claims (12)
- 【請求項１】 冷却液体の第１および第２容積を画定す
る装置、冷却液体の前記容積の一方内に浸漬された超伝
導磁気コイル構造物、およびコイル構造物の作動温度を
ヘリウム温度範囲以下に維持する冷却装置を有するクラ
イオスタット装置において、前記冷却装置が冷却液体の
前記第１および第２容積内に延長するパルスチューブ冷
凍機であることを特徴とするクライオスタット装置。 - 【請求項２】 前記パルスチューブ冷凍機が寒冷端、お
よび前記コイル構造物が浸漬される液体の容積内に延長
する前記寒冷端に連結された熱交換器を備えた請求項１
に記載された低温保持装置。 - 【請求項３】 前記パルスチューブ冷凍機が設置される
少なくとも一つのネックチューブを有し、それにより前
記冷却液体の蒸発を減少する請求項１または２に記載さ
れたクライオスタット装置。 - 【請求項４】 前記パルスチューブ冷凍機が温暖端を有
し、該温暖端は別のパルスチューブ冷凍機を使用する装
置によって液体窒素温度に予冷される請求項２または３
に記載されたクライオスタット装置。 - 【請求項５】 少なくとも一つの放射シールドを含みか
つ前記別のパルスチューブ冷凍機がシールドの冷却機お
よび支持部材として作用する請求項４に記載されたクラ
イオスタット装置。 - 【請求項６】 前記パルスチューブ冷凍機がそれに直接
または間接に接続された液体窒素容器によって予冷され
る温暖端を備えた請求項２または３に記載されたクライ
オスタット装置。 - 【請求項７】 前記冷却液体の第１および第２容積を画
定する装置が内部分離装置を有する単一の槽である請求
項１から６のいずれか一項に記載されたクライオスタッ
ト装置。 - 【請求項８】 前記分離装置が密にされた薄壁ディスク
または空にされたディスク、もしくはナイロンまたは炭
素繊維複合体のような低熱伝導材料から作られたディス
クである請求項７に記載されたクライオスタット装置。 - 【請求項９】 １から４．２Ｋの温度範囲で作動すべく
配置される請求項１から８のいずれか一項に記載された
クライオスタット装置。 - 【請求項１０】 前記クライオスタット装置は、ＮＭＲ
装置に限定されないが４．２Ｋ以下の温度を維持するの
に必要ないかなるクライオスタット装置においても使用
されるものである請求項１から９のいずれか一項に記載
されたクライオスタット装置。 - 【請求項１１】 前記クライオスタット装置がＮＭＲ装
置である請求項１から９のいずれか一項に記載されたク
ライオスタット装置。 - 【請求項１２】 前記パルスチューブ冷凍機が液化装置
として使用される請求項１から１１のいずれか一項に記
載されたクライオスタット装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9720637A GB2329700B (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Improvements in or relating to cryostat systems |
| GB9720637.9 | 1997-09-30 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159899A true JPH11159899A (ja) | 1999-06-15 |
| JP4031121B2 JP4031121B2 (ja) | 2008-01-09 |
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ID=10819768
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27558998A Expired - Fee Related JP4031121B2 (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-29 | クライオスタット装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6196005B1 (ja) |
| EP (1) | EP0905434B1 (ja) |
| JP (1) | JP4031121B2 (ja) |
| DE (1) | DE69838866T2 (ja) |
| GB (1) | GB2329700B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104781A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-05-31 | Railway Technical Research Institute | 車両に搭載されるパルス管冷凍機による高温超電導磁石冷却システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000022226A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Kobe Steel Ltd | 低温容器の冷却装置 |
| DE19916563A1 (de) * | 1999-04-13 | 2000-10-19 | Linde Ag | Verfahren zum Umfüllen niedrig siedender Flüssigkeiten |
| US6336331B1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-01-08 | Praxair Technology, Inc. | System for operating cryogenic liquid tankage |
| US6430938B1 (en) * | 2001-10-18 | 2002-08-13 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic vessel system with pulse tube refrigeration |
| US6477847B1 (en) | 2002-03-28 | 2002-11-12 | Praxair Technology, Inc. | Thermo-siphon method for providing refrigeration to a refrigeration load |
| US6807812B2 (en) | 2003-03-19 | 2004-10-26 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Pulse tube cryocooler system for magnetic resonance superconducting magnets |
| DE102004012452A1 (de) * | 2004-03-13 | 2005-10-06 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitendes Magnetsystem mit Pulsrohr-Kühler |
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| GB0408312D0 (en) * | 2004-04-14 | 2004-05-19 | Oxford Instr Superconductivity | Cooling apparatus |
| DE102004023072B4 (de) | 2004-05-11 | 2008-08-14 | Bruker Biospin Ag | Magnetsystem mit abgeschirmtem Regeneratormaterial und Verfahren zum Betrieb des Magnetsystems |
| DE102004034729B4 (de) * | 2004-07-17 | 2006-12-07 | Bruker Biospin Ag | Kryostatanordnung mit Kryokühler und Gasspaltwärmeübertrager |
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| DE102007035997A1 (de) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße |
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| DE102013108499B3 (de) * | 2013-08-07 | 2015-01-15 | Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Probenführung in einem Kryostaten mit Probenrohr |
| CN104093260A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-08 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种高产额中子发生器高电位端散热装置 |
| CN104317336B (zh) * | 2014-09-30 | 2017-01-11 | 西部超导材料科技股份有限公司 | 低温工质浸泡式超导磁体的压力控制装置的控制方法 |
| CN104516378B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-04-26 | 华中科技大学 | 激光光源传输腔室的温控与净化控制方法和*** |
| US10451529B2 (en) * | 2016-03-11 | 2019-10-22 | Montana Instruments Corporation | Cryogenic systems and methods |
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| US11125663B1 (en) | 2016-03-11 | 2021-09-21 | Montana Instruments Corporation | Cryogenic systems and methods |
| RU179938U1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" | Гелиевый криостат с безмасляной откачкой для облучения полупроводника электронами и измерения in situ его оптических характеристик |
| US11125664B2 (en) | 2017-12-04 | 2021-09-21 | Montana Instruments Corporation | Analytical instruments, methods, and components |
| US11956924B1 (en) | 2020-08-10 | 2024-04-09 | Montana Instruments Corporation | Quantum processing circuitry cooling systems and methods |
| CN112556231B (zh) * | 2020-12-08 | 2021-12-07 | 河南工学院 | 一种温度波动抑制装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0334404A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | 極低温冷凍装置 |
| GB2286450B (en) * | 1990-12-10 | 1995-10-11 | Bruker Analytische Messtechnik | Nmr magnet system with superconducting coil in a helium bath |
| US5339650A (en) * | 1992-01-07 | 1994-08-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cryostat |
| DE19548273A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-06-26 | Spectrospin Ag | NMR-Meßeinrichtung mit Pulsrohrkühler |
-
1997
- 1997-09-30 GB GB9720637A patent/GB2329700B/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-08 DE DE1998638866 patent/DE69838866T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-08 EP EP19980116961 patent/EP0905434B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-23 US US09/159,500 patent/US6196005B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-29 JP JP27558998A patent/JP4031121B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| GB2329700B (en) | 2001-09-19 |
| GB2329700A (en) | 1999-03-31 |
| EP0905434A2 (en) | 1999-03-31 |
| JP4031121B2 (ja) | 2008-01-09 |
| EP0905434A3 (en) | 1999-08-25 |
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| DE69838866T2 (de) | 2008-12-04 |
| EP0905434B1 (en) | 2007-12-19 |
| GB9720637D0 (en) | 1997-11-26 |
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