专利名称：极低温容器的制作方法
技术领域：
极低温容器技术领域[0001]本实用新型涉及用来将在MRI等中使用的超导磁铁保冷为极低温的极低温容器。
技术背景[0002]关于这种容器，例如有在专利文献I中记载那样的结构。专利文献I中记载的极低温容器具备以中心轴朝向大致水平方向的姿势设置的真空容器(10)、和将真空容器(10) 与超导磁铁(12 )连结以使收容在该真空容器(10 )内的超导磁铁(12 )与真空容器(10 )成为同轴的连结部件(16)。[0003]该连结部件(16)具备固定在真空容器外周壁(18)侧的真空容器侧块(35)、固定在超导磁铁(12)侧的被冷却体侧块(36)、和夹在两块间的中间块(38)，在真空容器侧块(35)与中间块(38)之间、以及被冷却体侧块(36)与中间块(38)之间分别夹设有连结件 (40)。[0004]专利文献I :特开2007 - 35945号公报[0005]这里，构成极低温容器的热屏蔽部件(14)被冷却到40K 50K，超导磁铁(12)被冷却到约4K。另一方面，真空容器(10)的外面被暴露在常温(300K左右)下。因此，构成连结部件(16)的真空容器外周壁18侧的连结件(40)通过从真空容器(10 )的热传导而成为比热屏蔽部件(14)高温。在专利文献I所记载的极低温容器中，真空容器外周壁18侧的连结件(40)由于存在于热屏蔽部件(14)的内侧，所以在热方面并不好(关于超导磁铁(12) 的保冷是不好的)。实用新型内容[0006]本实用新型是鉴于上述实际情况而做出的，其目的是提供一种具备超导磁铁的保冷性能良好的容器支承构造的极低温容器。[0007]为了达到上述目的，本实用新型提供一种极低温容器，是具备横置设置的真空容器、配置在上述真空容器之中的辐射屏蔽部、和支承上述真空容器及上述辐射屏蔽部的多个支承体的、用来将超导磁铁保冷的极低温容器，其特征在于，上述真空容器具有真空容器外周板、和固定在该真空容器外周板的端部上的真空容器端板；上述辐射屏蔽部具有辐射屏蔽部外周板、和固定在该辐射屏蔽部外周板的端部上的辐射屏蔽部端板；上述支承体具有将上述真空容器外周板与上述辐射屏蔽部端板连结的真空容器外周板侧连结件；在上述辐射屏蔽部端板的与上述真空容器外周板侧连结件对置的部分上形成有切口开口部；在上述辐射屏蔽部端板的上述切口开口部端上固定有热屏蔽板，以使其从上述辐射屏蔽部内将上述真空容器外周板侧连结件隔离。[0008]根据该结构，能够用为与辐射屏蔽部(辐射屏蔽部端板)相同温度的热屏蔽板将从真空容器外周板侧连结件向辐射屏蔽部内的辐射热遮挡。[0009]根据本实用新型，通过在辐射屏蔽部端板上设置切口开口部、并且在该切口开口部的端部上固定热屏蔽板，辐射屏蔽部(辐射屏蔽部端板)和热屏蔽板成为相同的温度。能够用该热屏蔽板将从真空容器外周板侧连结件向辐射屏蔽部内的辐射热遮挡，能够做成具备超导磁铁的保冷性能良好的容器支承构造的极低温容器。
[0010]图I (a)是有关本实用新型的一实施方式的极低温容器的侧剖视图，图I (b)是图I (a)的A — A剂视图。[0011]图2 (a)是图I (a)的B部放大图，图2 (b)是图I (b)的C部放大图。[0012]具体实施方式
[0013]以下，参照附图对用来实施本实用新型的方式进行说明。[0014](极低温容器的结构)[0015]图I (a)是有关本实用新型的一实施方式的极低温容器I的侧剖视图，图I (b) 是图I (a)的A — A剖视图。图I所示的极低温容器I是以中心轴Z朝向大致水平方向的姿势设置的例如圆筒状的多层的容器，在中心部形成有沿着轴向的圆柱状的空间S。该极低温容器I从外侧起依次具备真空容器2、辐射屏蔽部3、以及氦容器4而成。S卩，在真空容器 2之中配置辐射屏蔽部3，在辐射屏蔽部3之中配置氦容器4。在氦容器4之中与液体氦一起收容有圆筒状的超导磁铁5。[0016](超导磁铁)[0017]先对作为保冷对象的超导磁铁5进行说明。超导磁铁5具有圆筒状的卷框(未图示)、和卷绕在卷框9的槽部中的超导线材5a。卷框的材料是作为非磁性材的铝材、不锈钢材等。超导线材5a例如是将铌一钛(NbTi)合金类的极细多芯线埋入到铜母材中的结构。 超导磁铁5被冷却到约4K。[0018](氦容器)[0019]氦容器4具有圆筒状的外周板15 (氦容器外周板)、和固定在外周板15的两端上的圆环状的端板16 (氦容器端板)。外周板15及端板16的材料是作为非磁性材的铝材、不锈钢材等。另外，在用二级蓄冷式冷冻机(GM冷冻机)等冷冻机将超导磁铁5冷却、保冷的情况下，不需要氦容器4。氦容器4的温度为约4K。另外，外周板15并不一定需要是圆筒状，端板16也并不一定需要是圆环状。[0020](辐射屏蔽部)[0021]设置在氦容器4的外侧的辐射屏蔽部3是用来将从真空容器2向氦容器4 (超导磁铁5)的辐射热遮挡的部件，具有圆筒状的外周板13 (辐射屏蔽部外周板)、和固定在外周板13的两端上的圆环状的端板14 (辐射屏蔽部端板)。外周板13及端板14的材料是作为非磁性材的铝材、铜材等。辐射屏蔽部3被冷却到40K 50K。另外，外周板13并不一定需要是圆筒状，端板14也并不一定需要是圆环状。[0022](真空容器)[0023]真空容器2是将其内部保持为高真空、抑制向收容的辐射屏蔽部3及氦容器4(超导磁铁5)的侵入热的容器。真空容器2具有圆筒状的外周板11 (真空容器外周板)、和固定在外周板11的两端上的例如圆环状的端板12 (真空容器端板)。外周板11及端板12的材料是作为非磁性材的铝材、不锈钢材等。另外，真空容器2的外面被暴露在常温(300K左右)下。另外，外周板11并不一定需要是圆筒状，端板12也并不一定需要是圆环状。[0024](支承体)[0025]这里，将真空容器2、辐射屏蔽部3、氦容器4、及超导磁铁5横置配置，以使真空容器2、辐射屏蔽部3、氦容器4、及超导磁铁5的各自的中心轴朝向水平方向且为同轴(中心轴 Z)。将真空容器2 (极低温容器I)经由脚部7安设在地面上。[0026]另外，在用冷冻机将超导磁铁5冷却、保冷的情况下，成为在真空容器2、辐射屏蔽部3的内部配置上述冷冻机的一部分。在此情况下，有为了便于冷冻机的配置空间确保而真空容器2的圆柱状的空洞部(空间S)的中心轴、即真空容器2的轴不位于真空容器2的中心的情况。即，有沿着轴向的圆柱状的空间S不位于真空容器2的中心的情况(关于辐射屏蔽部3也同样)。换言之，在没有设置氦容器4而设置了冷冻机的情况下，真空容器2、辐射屏蔽部3、及超导磁铁5也有以不为同轴配置的状态横置设置的情况。所谓横置设置，是指中心轴朝向大致水平方向的姿势下的设置。[0027]在本实施方式中，沿着轴向的圆柱状的空间S位于真空容器2、辐射屏蔽部3、氦容器4、及超导磁铁5的中心。这里，真空容器2、辐射屏蔽部3、及氦容器4受多个支承体6连结支承，以使相互为同轴。另外，在用冷冻机将超导磁铁5冷却、保冷的情况等不使用氦容器4的情况下，将真空容器2、辐射屏蔽部3、及超导磁铁5用多个支承体6连结支承，以使其相互为同轴(并不一定限于中心轴一致)。[0028]图2 (a)及图2 (b)分别是图I (a)的B部放大图及图I (b)的C部放大图。如图2所示，支承体6具备固定在真空容器2的外周板11的内面上的真空容器侧座板块17、 固定在氦容器4的端板16的外面上的氦容器侧座板块22、和位于两块间、固定在辐射屏蔽部3的端板14的内面上的热块19，在真空容器侧座板块17与热块19之间、以及热块19与氦容器侧座板块22之间，分别夹设有第I连结件18及第2连结件20。[0029]另外，第I连结件18是在本实用新型中所谓的真空容器外周板侧连结件，第2连结件20是在本实用新型中所谓的氦容器侧连结件。第I连结件18经由(在中途夹着)热块 19将外周板11 (真空容器外周板)与端板14 (辐射屏蔽部端板)连结，第2连结件20经由 (在中途夹着)热块19将端板14 (福射屏蔽部端板)与気各器4连结。[0030]在形成在氦容器侧座板块22上的孔22a中，松插着螺纹棒21。在该螺纹棒21的一端部上形成有螺纹部21b，在另一端部上设有圆柱状的卡止部21a。此外，在真空容器侧座板块17及热块19上，分别设有圆柱状的卡止部17a、以及圆柱状的卡止部19a。[0031]真空容器侧座板块17、热块19、氦容器侧座板块22、及螺纹棒21的材料是作为非磁性材的铝材、不锈钢材等。此外，带状的第I连结件18及第2连结件20由例如如CFRP 那样与金属相比热传导率足够低的材料形成。[0032]在真空容器侧座板块17的卡止部17a及热块19的一个卡止部19a上，挂着带状的第I连结件18，将真空容器侧座板块17与热块19连结。此外，在热块19的另一个卡止部19a及螺纹棒21的卡止部2Ia上，挂着带状的第2连结件20，将热块19与螺纹棒21连结。由支承体6带来的支承张力通过拧合到形成在螺纹棒21的一端部上的螺纹部21b上的螺母23的拧紧力调整。通过调整螺母23的拧紧力，真空容器2、辐射屏蔽部3、及氦容器 4相互固定以使其相互为同轴。另外，第I连结件18及第2连结件20也可以不是带状而是棒状体。[0033]在用二级蓄冷式冷冻机(GM冷冻机)等冷冻机将超导磁铁5冷却、保冷的情况等不使用氦容器4的情况下，成为将端板14 (辐射屏蔽部端板)与配置在辐射屏蔽部3之中的超导磁铁5的卷框(未图示)用第2连结件20连结。在此情况下，第2连结件20不是氦容器侧连结件，而为超导磁铁侧连结部件。[0034](热屏蔽板)[0035]这里，辐射屏蔽部3的端板14中的与第I连结件18对置的部分被切口，在该部分上形成矩形的切口开口部14a (切口窗)。并且，在该切口开口部14a的端部(端板14)上， 通过螺栓固定等固定着矩形的热屏蔽板24、25，以使其从辐射屏蔽部3内将第I连结件18 隔离。此外，在第I连结件18的内侧(容器内方侧)配置有矩形的热屏蔽板26。由热屏蔽板24、25、及26，形成截面字形状的槽形的热屏蔽板。S卩，在切口开口部14a的端部的端板14部分上固定着端板12 (真空容器端板)侧开口的截面“ 口 ”字形状的槽形的热屏蔽板。热屏蔽板24 26由于热连接在辐射屏蔽部3的端板14上，所以为与端板14相同的温度(40K 50K)。另外，热屏蔽板24 26的长度方向的端面抵接在热块19上。热屏蔽板24 26由非磁性且热传导性较好的铝材、铜材等形成。[0036]另外，所谓截面“ 口 ”字形状，例如是指矩形的板的侧端分别固定在该板的两侧端上、以使其相对于矩形的板成直角配置的形状。另外，热屏蔽板并不一定需要是截面“〕”字形状，也可以是半圆形状、U字形状、V字形状等的槽形(槽形状)。即，热屏蔽板优选的是做成与超导磁铁5所位于的容器内方侧相反侧(端板12侧)开口的槽形状。(效果)[0038]根据本实用新型，能够用成为与辐射屏蔽部3的端板14相同温度的热屏蔽板 24 26将从第I连结件18 (真空容器外周板侧连结件)向辐射屏蔽部3内的辐射热遮挡。 结果，能够做成具备超导磁铁5的保冷性能良好的容器支承构造的极低温容器I。[0039]此外，通过将热屏蔽板做成端板12 (真空容器端板)侧开口的槽形状，第I连结件 18 (真空容器外周板侧连结件)具有的热容易向端板12侧扩散，保冷性能更高。[0040]另外，在上述实施方式中，做成了截面“ 口 ”字形状的热屏蔽板。该截面“ 口 ”字形状的热屏蔽板容易制作。即，通过将上述热屏蔽板24 26做成截面“ 口 ”字形状，能够以低成本将从第I连结件18向辐射屏蔽部3内的辐射热遮挡。[0041]此外，热块19由于固定在辐射屏蔽部3的端板14上(相对于端板14热连接)，所以为与该端板14相同的温度(大致相同的温度)。通过使热屏蔽板24 26的长度方向的端面再抵接在热块19上，也通过将来自热块19的冷热将热屏蔽板24 26冷却，所以容易将热屏蔽板24 26的温度保持得较低。[0042]此外，通过在端板14的内面上固定热块19，容易将抵接在该热块19上的热屏蔽板 24 26的温度保持得更低。[0043]进而，通过将第I连结件18 (真空容器外周板侧连结件)做成带状的连结件(环状带形状)，容易调整支承张力。即，容易进行真空容器2、辐射屏蔽部3、及氦容器4的相互间的位置调整。另外，这关于第2连结件20也可以说是同样的。[0044]以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述实施方式，只要记载在实用新型的权利要求书中，可以进行各种变更而实施。[0045]附图标记说明[0046]I :极低温容器[0047]2 真空容器[0048]3 辐射屏蔽部[0049]4 氦容器[0050]5 超导磁铁[0051]6 支承体[0052]11:真空容器外周板[0053]12:真空容器端板[0054]13:福射屏蔽部外周板[0055]14:辐射屏蔽部端板[0056]14a :切口开口部[0057]18:第I连结件[0058]19:热块[0059]20:第2连结件[0060]24 26 :热屏蔽板。
权利要求1.一种极低温容器，是具备横置设置的真空容器、配置在上述真空容器之中的辐射屏蔽部、和支承上述真空容器及上述辐射屏蔽部的多个支承体的用来将超导磁铁保冷的极低温容器，其特征在于，上述真空容器具有真空容器外周板、和固定在该真空容器外周板的端部上的真空容器端板；上述辐射屏蔽部具有辐射屏蔽部外周板、和固定在该辐射屏蔽部外周板的端部上的辐射屏蔽部端板；上述支承体具有将上述真空容器外周板与上述辐射屏蔽部端板连结的真空容器外周板侧连结件；在上述辐射屏蔽部端板的与上述真空容器外周板侧连结件对置的部分上形成有切口开口部；在上述辐射屏蔽部端板的上述切口开口部端上固定有热屏蔽板，以使其从上述辐射屏蔽部内将上述真空容器外周板侧连结件隔离。
2.如权利要求I所述的极低温容器，其特征在于，还具备配置在上述辐射屏蔽部之中的氦容器；上述支承体还具有将上述辐射屏蔽部端板与上述氦容器连结的氦容器侧连结件。
3.如权利要求2所述的极低温容器，其特征在于，上述真空容器外周板、上述辐射屏蔽部外周板、及上述氦容器的外周板形成为筒状； 上述真空容器端板及上述辐射屏蔽部端板形成为环状。
4.如权利要求2或3所述的极低温容器，其特征在于，上述真空容器以中心轴朝向大致水平方向的姿势设置；上述真空容器、上述辐射屏蔽部、上述氦容器、及配置在该氦容器内的筒状的上述超导磁铁被上述支承体支承，以使其与上述真空容器为同轴。
5.如权利要求I或2所述的极低温容器，其特征在于，上述热屏蔽板为上述真空容器端板侧开口的槽形状。
6.如权利要求2或3所述的极低温容器，其特征在于，上述支承体还具有固定在上述辐射屏蔽部端板上的热块；上述真空容器外周板侧连结件经由上述热块将上述真空容器外周板与上述辐射屏蔽部端板连结；上述热屏蔽板的长度方向的端面抵接在上述热块上。
7.如权利要求6所述的极低温容器，其特征在于，上述氦容器侧连结件经由上述热块将上述辐射屏蔽部端板与上述氦容器连结。
8.如权利要求6所述的极低温容器，其特征在于，上述热块固定在上述辐射屏蔽部端板的内面上。
9.如权利要求I或2所述的极低温容器，其特征在于，上述真空容器外周板侧连结件为带状的连结件。
10.如权利要求I所述的极低温容器，其特征在于，上述支承体还具有将上述辐射屏蔽部端板与配置在上述辐射屏蔽部内的上述超导磁铁连结的超导磁铁侧连结件。
专利摘要提供一种具备超导磁铁的保冷性能良好的容器支承构造的极低温容器。是具备真空容器(2)、辐射屏蔽部(3)、氦容器(4)、及将这些容器连结支承的支承体(6)的极低温容器(1)。辐射屏蔽部(3)的端板(14)中的与第1连结件(18)对置的部分被切口，在该部分上形成矩形的切口开口部(14a)(切口窗)。并且，在该切口开口部(14a)的端部上固定着矩形的热屏蔽板(24、25)，以使其从辐射屏蔽部(3)内将第1连结件(18)隔离。此外，在第1连结件(18)的内侧(容器内方侧)配置有矩形的热屏蔽板(26)。由热屏蔽板(24、25、及26)形成截面“コ”字形状的槽形的热屏蔽板。
文档编号G01R33/381GK202749183SQ20122006774
公开日2013年2月20日 申请日期2012年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者奥井良夫, 竹田雅详 申请人:日本超导体技术公司