超导磁铁冷却装置及超导磁铁冷却方法制造方法及图纸

本发明专利技术减少超导磁铁所产生的高磁场对超导磁铁的冷却的影响。本发明专利技术的超导磁铁冷却装置(100)具备：超导磁铁(102)，在周围产生成为0.8T以上且4.5T以下的高磁场的高磁场区域(106)；及脉冲管制冷机(10)，具备用作超导磁铁(102)的冷却源的冷却台(18)及与冷却台(18)相邻而固定设置且具有磁性蓄冷材料(23)的蓄冷器(22)。冷却台(18)配置于超导磁铁(102)的附近，以使磁性蓄冷材料(23)配置于高磁场区域(106)。

Cooling device and method of superconducting magnet

【技术实现步骤摘要】
超导磁铁冷却装置及超导磁铁冷却方法本申请主张基于2018年8月23日申请的日本专利申请第2018-156694号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本专利技术涉及一种超导磁铁冷却装置及超导磁铁冷却方法。
技术介绍
通常，例如能够在NMR((核磁共振)NuclearMagneticResonance)系统或MRI((核磁共振成像)MagneticResonanceImaging)系统等利用高磁场的设备上搭载产生所需的高磁场的超导磁铁。超导磁铁例如被冷却至液体氦温度以下的冷却温度，由此能够产生高磁场，以使能够维持超导状态。专利文献1：日本特开2004-144431号公报本专利技术人反复对超导磁铁的冷却进行了深入研究，结果认识到了以下课题。为了超导磁铁的冷却，例如大多使用所谓的4K-GM((吉福德-麦克马洪)Gifford-McMahon)制冷机等具有磁性蓄冷材料的超低温制冷机。若磁性蓄冷材料暴露于高磁场，则尤其在磁性蓄冷材料在这样的高磁场的区域移动时，因磁性蓄冷材料从高磁场受到的作用，而有可能对超低温制冷机的冷却性能造成影响。另外，本专利技术人所认识到的这种课题，并未被本领域技术人员所认同。
技术实现思路
本专利技术的一方式的例示性目的之一在于，提供一种减少由超导磁铁所产生的高磁场引起的影响的超导磁铁冷却技术。根据本专利技术的一种方式，超导磁铁冷却装置具备：超导磁铁，在周围产生成为0.8T以上且4.5T以下的高磁场的高磁场区域；及脉冲管制冷机，具备作为用于超导磁铁的冷却源的冷却台及与冷却台相邻而固定设置且具有磁性蓄冷材料的蓄冷器。冷却台配置于超导磁铁的附近，以使磁性蓄冷材料配置于高磁场区域。本专利技术的另一种方式涉及一种使用脉冲管制冷机的超导磁铁冷却方法。脉冲管制冷机具备：冷却台，作为用于超导磁铁的冷却源；及蓄冷器，与冷却台相邻而固定设置且具有磁性蓄冷材料。该方法具备：将冷却台配置于超导磁铁的附近，以使磁性蓄冷材料配置于通过超导磁铁的工作而成为0.8T以上且4.5T以下的高磁场的高磁场区域的步骤；及将冷却台进行冷却，从而冷却超导磁铁的步骤。另外，将以上构成要件的任意组合或本专利技术的构成要件或表现形式在方法、装置、系统等之间相互置换的方式作为本专利技术的形态也同样有效。专利技术效果根据本专利技术，能够减少由超导磁铁所产生的高磁场对超导磁铁的冷却的影响。附图说明图1为概略地表示一种实施方式所涉及的超导磁铁冷却装置的图。图2为概略地表示一种实施方式所涉及的超导磁铁冷却装置另一例的图。图3为表示一种实施方式所涉及的超导磁铁冷却方法的流程图。图4为表示超低温制冷机的冷却温度的磁场依赖性的曲线图。图中：10-脉冲管制冷机，14-冷头，16-阀单元，18-冷却台，20-脉冲管，22-蓄冷器，23-磁性蓄冷材料，28-压力切换阀，30-马达，34-传热部件，100-超导磁铁冷却装置，102-超导磁铁，104a-液体制冷剂槽，104d-液体制冷剂，106-高磁场区域，108-低磁场区域。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。说明及附图中相同或相等的构成要件、部件、处理标注相同的符号，适当省略重复说明。图示的各部的缩尺或形状为便于说明而设定，只要没有特别说明，则不做限定解释。实施方式为示例，对本专利技术的范围不做任何限定。实施方式中所记述的所有特征及其组合，并非一定限制于专利技术的本质性的性质。图1为概略地表示一种实施方式所涉及的超导磁铁冷却装置100的图。超导磁铁冷却装置100具备超导磁铁102、低温恒温器104及脉冲管制冷机10。超导磁铁102构成为工作时在周围产生成为高磁场的高磁场区域106，例如具备超导线圈。超导磁铁102例如作为NMR系统、MRI系统或其他利用高磁场的设备(未图示)的磁场源而搭载于利用高磁场的设备，从而能够产生该设备所需的高磁场。超导磁铁102所能产生的最大的磁场(即，在利用高磁场的设备中能够使用的最大的磁场)例如可以在约5～20T的范围。通过超导磁铁102产生的高磁场区域106中的高磁场例如可以是约0.8T以上或约1T以上的磁场。并且，高磁场区域106中的高磁场例如可以是约4.5T以下或约4T以下的磁场。高磁场区域106中的高磁场可以比超导磁铁102所能产生的最大的磁场低。超导磁铁102构成为产生静磁场或构成为根据需要调整或改变静磁场的大小。一种代替性的实施方式中，超导磁铁102可以产生动态变动的磁场。低温恒温器104具备液体制冷剂槽104a、防热罩104b及真空容器104c。超导磁铁102可以在低温恒温器104的内部被支承腿或其他支承部件(未图示)固定支承。液体制冷剂槽104a构成为将超导磁铁102与液体制冷剂104d容纳在一起，以使超导磁铁102通过与液体制冷剂104d接触而被冷却。通常，作为液体制冷剂104d例如使用液体氦，因此液体制冷剂槽104a也能够称为液体氦槽。防热罩104b配置于液体制冷剂槽104a的周围，且构成为热性保护液体制冷剂槽104a及超导磁铁102免受可能从防热罩104b的外部侵入的辐射热的侵害。真空容器104c构成为在其内部保持真空环境，并且在该真空环境下容纳超导磁铁102、液体制冷剂槽104a及防热罩104b。真空容器104c与防热罩104b之间可以设置有由绝热材料形成的绝热层。真空容器104c的周围可以是室温大气压环境。高磁场区域106在液体制冷剂槽104a中遍及包括超导磁铁102的设置场所的至少一部分区域。高磁场区域106可以包括整个液体制冷剂槽104a和/或遍及液体制冷剂槽104a的外侧。或者，高磁场区域106可以遍及包括超导磁铁102的设置场所的低温恒温器104的内部区域的至少一部分和/或遍及低温恒温器104的外侧。随着远离超导磁铁102，该场所的磁场下降。因此，例如在低温恒温器104的周围和/或远离低温恒温器104的场所存在低磁场区域108。本说明中，超导磁铁102在高磁场区域106产生高磁场时，成为如不对脉冲管制冷机10的冷却运行造成显著影响的低磁场的场所，可以被视为是低磁场区域108。低磁场区域108的低磁场例如可以是0.1T以下或0.05T以下或0.02T以下。在低磁场区域108可以存在地磁或其他微弱的磁场。因此，低磁场区域108的低磁场例如可以是1μT以上或10μT以上或100μT以上。另外，为了形成低磁场区域108，可以不设置专用的磁屏蔽件。然而，一种代替性的实施方式中，可以在低温恒温器104的外侧和/或内侧设置磁屏蔽件，且在磁屏蔽件的内部划定低磁场区域108。脉冲管制冷机10构成为将超导磁铁102冷却为能够使超导磁铁102如维持超导状态程度适当的冷却温度，例如液体氦温度(大气压下为约4.2K)以下的温度。脉冲管制冷机10作为GM方式的二级式脉冲管制冷机而构成，其具备压缩机12、冷头14及阀单元16。冷头14具备冷却台18、脉冲管20、蓄冷器22、凸缘部24及室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导磁铁冷却装置，其特征在于，具备：/n超导磁铁，在周围产生成为0.8T以上且4.5T以下的高磁场的高磁场区域；及/n脉冲管制冷机，具备用作所述超导磁铁的冷却源的冷却台及与所述冷却台相邻而固定设置且具有磁性蓄冷材料的蓄冷器，/n所述冷却台配置于所述超导磁铁的附近，以使所述磁性蓄冷材料配置于所述高磁场区域。/n

【技术特征摘要】
20180823 JP 2018-1566941.一种超导磁铁冷却装置，其特征在于，具备：
超导磁铁，在周围产生成为0.8T以上且4.5T以下的高磁场的高磁场区域；及
脉冲管制冷机，具备用作所述超导磁铁的冷却源的冷却台及与所述冷却台相邻而固定设置且具有磁性蓄冷材料的蓄冷器，
所述冷却台配置于所述超导磁铁的附近，以使所述磁性蓄冷材料配置于所述高磁场区域。


2.根据权利要求1所述的超导磁铁冷却装置，其特征在于，
所述脉冲管制冷机具备脉冲管、在所述脉冲管生成压力振动的压力切换阀及驱动所述压力切换阀的马达，所述马达配置于所述超导磁铁在所述高磁场区域产生所述高磁场时成为0.1T以下的低磁场的低磁场区域。


3.根据权利要求2所述的超导磁铁冷却装置，其特征在于，
所述冷却台及所述蓄冷器搭载于所述脉冲管制冷机的冷头，所述马达搭载于所述脉冲管制冷机的阀单元，所述阀单元远离所述冷头配...

【专利技术属性】
技术研发人员：平山贵士，森江孝明，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP