JP2008028146A - Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008028146A JP2008028146A JP2006198977A JP2006198977A JP2008028146A JP 2008028146 A JP2008028146 A JP 2008028146A JP 2006198977 A JP2006198977 A JP 2006198977A JP 2006198977 A JP2006198977 A JP 2006198977A JP 2008028146 A JP2008028146 A JP 2008028146A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat shield
- superconducting magnet
- refrigerant gas
- heat
- plates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、超電導磁石装置および、それを用いた磁気共鳴イメージング(以下、MRIと称す)装置に係り、特に、超電導磁石装置で用いられる超電導磁石用熱シールドに関する。 The present invention relates to a superconducting magnet device and a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) device using the same, and more particularly to a heat shield for a superconducting magnet used in the superconducting magnet device.
MRI装置は、核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance、以下NMRと称す)現象により水素原子核スピンが放出する電磁波を計測し、その電磁波を信号として演算処理することで、被検体を水素原子核密度によって断層像化するものである。水素原子核スピンが放出する電磁波の計測には、計測領域として、高強度な均一磁場領域を生成する必要がある。 The MRI system measures the electromagnetic waves emitted by hydrogen nuclear spins due to the nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) phenomenon, and uses the electromagnetic waves as signals to perform arithmetic processing to obtain a tomographic image of the subject based on the hydrogen nuclear density. It is to become. In the measurement of electromagnetic waves emitted by hydrogen nuclear spins, it is necessary to generate a high-intensity uniform magnetic field region as a measurement region.
水素原子核スピンが放出する電磁波による電磁場の強度は、均一磁場領域の静磁場の強度に比例するため、断層像の分解能を向上させるには静磁場の強度を上げる必要があるからである。そこで、高強度の静磁場を発生させるために超電導磁石装置が用いられている。 This is because the intensity of the electromagnetic field generated by the electromagnetic waves emitted by the hydrogen nuclear spins is proportional to the intensity of the static magnetic field in the uniform magnetic field region, so that it is necessary to increase the intensity of the static magnetic field in order to improve the resolution of the tomographic image. Therefore, a superconducting magnet device is used to generate a high-intensity static magnetic field.
超電導磁石装置では、超電導コイルが超電導状態となる温度が極低温であるので、液体ヘリウム(He)を用いて冷却するとともに、極低温に保つために室温から断熱している。このため、超電導コイルは液体ヘリウムと共に極低温容器に収納され、超電導コイルと極低温容器の温度を極低温に保ちつつ、極低温容器は真空容器内に設置され真空断熱されている。また、極低温容器への伝熱による熱と輻射による侵入熱を極力抑える必要があることから、極低温容器の表面を数十Kの中低温に保った熱シールドで、極低温容器に接触しないように覆っている。 In the superconducting magnet device, since the temperature at which the superconducting coil is in the superconducting state is extremely low temperature, it is cooled using liquid helium (He) and insulated from room temperature in order to keep it at a very low temperature. For this reason, the superconducting coil is housed in a cryogenic container together with liquid helium, and the cryogenic container is installed in the vacuum container and insulated by vacuum while keeping the temperature of the superconducting coil and the cryogenic container at a very low temperature. In addition, since it is necessary to suppress the heat generated by heat transfer to the cryogenic container and the intrusion heat due to radiation as much as possible, the heat shield that keeps the surface of the cryogenic container at a medium to low temperature of several tens of K does not contact the cryogenic container. So that it covers.
この熱シールド自身も、中低温に保つために、真空容器との間は真空断熱され、極力伝熱による熱侵入を抑えた荷重支持体によって支持されている。熱シールドは、極低温容器を真空容器に支持する荷重支持体のサーマルアンカとして、室温からの熱を吸収することで遮断している。 In order to keep the heat shield itself at a low temperature, the heat shield is vacuum insulated from the vacuum vessel, and is supported by a load support body that suppresses heat penetration due to heat transfer as much as possible. The heat shield is shielded by absorbing heat from room temperature as a thermal anchor of a load support that supports the cryogenic container on the vacuum container.
熱シールドとしては、冷却媒体を流入出させることで、熱シールドの部材全体を冷却する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、冷却媒体を部分的に収納し伝熱で部材全体を冷却する方式が提案されている(例えば、特許文献2参照)。通路抵抗を少なくし冷却効率を向上させた自然循環方式で冷却する方式が提案されている(例えば、特許文献3参照)。また、特許文献3では、電気抵抗の大きい部材を用いて渦電流の発生を防止することが提案されている。さらに、熱シールドとその冷却源の間を、銅の網組線などの熱伝導体で熱的にリンクさせる方式が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
MRI装置では、被検体が入る空間を装置内部にできるだけ広く取れるような大口径化を目指しており、また、高磁場化のために超電導コイルは大型化する傾向がある。これに反してなるべく超電導磁石装置のコストを低減するためには、装置の寸法を小さくする必要がある。この結果、極低温容器を覆う熱シールドは、厚さを薄くした構造が要求されている。 In the MRI apparatus, the diameter of the superconducting coil tends to be increased in order to increase the diameter so that a space for entering a subject can be taken as wide as possible inside the apparatus. On the other hand, in order to reduce the cost of the superconducting magnet device as much as possible, it is necessary to reduce the size of the device. As a result, the heat shield covering the cryogenic container is required to have a thin structure.
また、超電導コイルの大型化により、熱シールドが広くなると、熱シールドが吸収した熱負荷を冷凍機で吸収し排熱しているので、冷凍機から離れた場所の熱シールドでは熱抵抗が大きくなり、熱シールド自体で温度差が生じ、これにより、極低温容器への侵入熱が増えてしまうという問題が考えられた。なお、熱抵抗を小さくするために、熱シールドを厚くすることは前記要求から許されない。また、熱抵抗を小さくするために、熱抵抗の小さい材料を用いると、一般に熱抵抗の小さい材料は電気抵抗が低いため、渦電流が発生し、渦電流に起因する振動が発生すると考えられた。このように、超電導コイルの大型化に対応するような、薄くて広い熱シールドは提案されていなかった。 In addition, when the heat shield is widened due to the enlargement of the superconducting coil, the heat load absorbed by the heat shield is absorbed by the refrigerator and exhausted, so the heat resistance at a location away from the refrigerator increases the thermal resistance, There was a problem that a temperature difference occurred in the heat shield itself, which increased the intrusion heat into the cryogenic container. In order to reduce the thermal resistance, it is not allowed from the above requirement to increase the thickness of the heat shield. In addition, it was thought that when a material with low thermal resistance was used to reduce thermal resistance, eddy currents were generated because materials with low thermal resistance generally had low electrical resistance, and vibrations due to eddy currents were generated. . As described above, a thin and wide heat shield corresponding to the increase in size of the superconducting coil has not been proposed.
また、熱シールドと冷凍機の冷却源との間を、銅の網組線などの熱伝導体で接続すると、熱シールドと冷却源との間に温度差が生じやすいと考えられた。 In addition, when the heat shield and the cooling source of the refrigerator are connected by a heat conductor such as a copper braided wire, it is considered that a temperature difference is likely to occur between the heat shield and the cooling source.
本発明は前記の問題点を解決しようとするもので、その目的は、薄くて広く、温度差の生じにくい超電導磁石用熱シールドを提供し、さらに、この超電導磁石用熱シールドを用いた超電導磁石装置およびMRI装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a heat shield for a superconducting magnet that is thin and wide and hardly causes a temperature difference. Further, the superconducting magnet using the heat shield for a superconducting magnet It is to provide an apparatus and an MRI apparatus.
前記目的を達成するために、本発明の超電導磁石用熱シールド、超電導電磁石装置およびMRI装置は、超電導磁石用熱シールドにおいて、離れて対向する板と、対向する前記板の間に入れられた冷媒ガスとを有し、前記冷媒ガスの上部を、冷却源で冷却することで、前記冷媒ガスが、前記板に沿って降下した後に上昇するような自然対流を起こさせることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a superconducting magnet heat shield, a superconducting electromagnet apparatus and an MRI apparatus according to the present invention comprise a plate facing away from each other and a refrigerant gas inserted between the plates facing each other in the superconducting magnet heat shield. And cooling the upper part of the refrigerant gas with a cooling source to cause natural convection in which the refrigerant gas rises after descending along the plate.
このような超電導磁石用熱シールド、超電導磁石装置およびMRI装置によれば、薄くて広く、温度差の生じにくい超電導磁石用熱シールドを提供することができる。 According to such a heat shield for a superconducting magnet, a superconducting magnet device, and an MRI apparatus, it is possible to provide a heat shield for a superconducting magnet that is thin, wide, and hardly causes a temperature difference.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(第1の実施形態)
図1に示すように、第1の実施形態に係るMRI(磁気共鳴イメージング)装置1は、冷凍機4が突出しているものの略円筒形の超電導磁石装置2と、超電導磁石装置2の筒の中の撮像空間に挿入された被検体をのせるベッド3と、超電導磁石装置2を用いて被検体からの核磁気共鳴信号を解析し断層像化する制御装置5とを有している。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, an MRI (magnetic resonance imaging) apparatus 1 according to the first embodiment includes a substantially cylindrical
図2に示すように、第1の実施形態に係る超電導磁石装置2は、永久電流を流し磁場を発生させ、中心軸が水平方向の円環状の超電導コイル6と、この超電導コイル6を冷媒液8と共に収納する極低温容器9と、この極低温容器9を包囲するように設けられた熱シールド11と、この熱シールド11を包囲し、内部を真空に保持している真空容器15を有している。冷媒液8は超電導コイル6を直接冷却し、具体的には、液体ヘリウム(He)が用いられている。冷媒液8は、超電導コイル6によって温められると、冷凍機4の第2ステージ17によって極低温に冷却される。極低温容器9は、円環状の超電導コイル6に沿い収納するように、円環状に形成され、容積をできるだけ小さくしている。同様に、熱シールド11は、円環状の極低温容器9に沿って覆うように、円環状に形成され、表面積をできるだけ小さくしている。
As shown in FIG. 2, the
超電導磁石装置2が、室温の室内に配置されても、真空容器15内が真空になっているので、室内の熱が伝導や自然対流で、極低温容器9に伝わることはない。また、熱シールド11は、冷凍機4の第1ステージ16によって冷却されることで、真空容器15からの輻射熱を吸収し冷凍機4の第1ステージ16に放出するので、輻射熱で極低温容器9が昇温されることはない。なお、熱シールド11は冷媒液8の温度の極低温と室温との間の中低温に設定すればよい。超電導コイル6と極低温容器9は冷媒液8の極低温に安定して設定できる。
Even if the
超電導コイル6は、電磁石支持構造体7によって極低温容器9に支持され、熱シールド11も極低温容器9に支持されている。総荷重の大きくなる極低温容器9は、荷重支持体22によって、基盤となる真空容器15に支持されている。荷重支持体22は、熱侵入を少なくする工夫がされている。冷凍機4は、極低温に冷却する第2ステージと、中低温に冷却する第1ステージとを有する、具体的には二段GM冷凍機のような冷凍機である。冷凍機4は、メンテナンス時に脱着可能なように超電導磁石装置に設置されている。熱シールド11は第1ステージ16により冷却され、凝縮機が取り付けられた第2ステージ17では極低温容器9内で蒸発したヘリウムガスを冷却して再液化している。
The
真空容器15の内周面にはそれぞれ、RFコイル19と、傾斜磁場コイル18とが設けられている。MRI装置1は、NMR現象により水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体内を水素原子核密度によって断層像化する。その際に、被検体が入る撮像空間には、強度が0.2T以上の高強度であり、高い静磁場均一度を有する静磁場を生成させる。撮像空間の上下1対の傾斜磁場コイル18は、撮像空間内の位置情報を得る目的で、磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を撮像空間に印加する。さらに、撮像空間の上下1対のRFコイル19は、NMR現象を引起すための共鳴周波数の電磁波を撮像空間に印加する。これらにより、撮像空間内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検体体内を水素原子核密度によって断層像化することができる。
An
超電導コイル6と被検体21の間には、RFコイル19、傾斜磁場コイル18、真空容器15、熱シールド11、極低温容器9、電磁石支持構造体7が狭隘な空間に配置されている。被検体21の撮像空間を広げるためには極力熱シールド11を薄くすることが必要なことがわかる。熱シールド11は、冷凍機4を上部に配置することで熱シールド11上部の温度が低くなるようにして、上部の冷媒ガス14を冷却することで二重壁内を冷えて密度が大きくなった冷媒ガス14が下方に沈む。その一方で、真空容器15からの輻射熱と、荷重支持体22からの熱負荷とによって、熱シールド11の下部の温度が高くなって、密度が小さくなった下部の冷媒ガス14が浮力により上方に上昇する。これにより、二重壁内全体に冷媒ガス14の自然対流を生じさせ、この自然対流により効率的に板12、13の熱を冷媒ガス14で交換している。
Between the
熱シールド11を、離れて対向する板12、13と、これらの板12、13の間に入れられた冷媒ガス14からなる二重壁構造として、冷媒ガス14の上部を、冷却源となる第1ステージ16で冷却することで、冷媒ガス14が、板12、13に沿って降下した後に上昇するような自然対流を起こしている。この自然対流を生じさせることで、熱シールド11内に生じる温度差を低減している。そして、熱シールド11を二重壁構造にすることで、熱シールド11の総厚を薄くしている。
The
図3に示すように、熱シールド11の二重壁構造を、原理的に抽象化することができる。熱シールド11では、冷却源の第1ステージ16により上部の冷媒ガス14が冷却されて降下し、荷重支持体22により下部の冷媒ガス14が温められ上昇する。これらのことにより、二重壁内部で冷媒ガス14の自然対流23が生じる。この自然対流によって熱シールド11の温度が広範囲に低下し、熱シールド11の温度均一性が向上する。
As shown in FIG. 3, the double wall structure of the
冷媒ガス14は、板12、13からなる二重壁構造内に密封すればよい。熱シールド11には、真空容器15からの輻射熱と、荷重支持体22からの伝熱により熱が入熱される。この熱をとるために冷凍機4の第1ステージ16が設置されるが、この第1ステージ16から距離が離れるとこの輻射等から生じる熱により熱シールド11内に温度分布が生じる。このため、内部に封入された冷媒ガス14にも同様の温度分布が生じる。この温度分布により冷媒ガス14の比重に差が生じる。温度の高い冷媒ガス14には浮力が生じ、温度の低い冷媒ガス14は沈もうとする。これらの動きにより二重壁構造内には冷媒ガス14の自然対流23が生じ、この自然対流23により冷媒ガスが高温側の板面の熱を奪い、低温側の板面に伝えることで二重壁の板12、13と冷媒ガス14の温度差が生じがたくなっている。主な熱伝達が自然対流であるので、板12、13による熱の伝導は補助的でよく、例えば、熱伝導率は高くないが薄くても強度のある構造物が形成できるステンレス部材等を、熱シールド11に用いることができる。
The
そして、熱シールド11での熱伝達は、冷媒ガス14により行われるため、熱シールド11の板12、13は冷媒ガス14の圧力に耐える構造にするだけでよく、冷媒ガス14の占める幅と板12、13の厚さを加えても、板12、13と同じ材質で同じだけ熱を輸送できる従来の一重壁構造の熱シールド板の場合の板厚より薄くできる。このように、自然対流23による熱の輸送量は大きいので、熱シールド11の厚みを厚くすることなく、広範囲に渡る熱シールド11内の温度の均一にすることができる。この熱シールドを用いることにより、長期間冷媒液8の供給を不要とする超電導磁石装置を提供できる。
Since heat transfer in the
自然対流23による垂直に立てられた平らな板12、13の伝達熱量は次式で表される。
Q=h×A×ΔT
ここで、Qは時間当たりの熱量(W)で、hは自然対流による熱伝達率(W/m2K)で、Aは板12、13の面積(m2)で、ΔTは温度差(K)である。
The amount of heat transferred by the
Q = h × A × ΔT
Here, Q is the amount of heat per hour (W), h is the heat transfer coefficient (W / m 2 K) by natural convection, A is the area (m 2 ) of the
このうち自然対流による熱伝達率hは熱シールド11の代表長さLいわゆる伝熱距離の1/4乗に反比例する。熱伝導による熱伝達率は伝熱距離に反比例することから、代表長さLが長い熱シールド11では、熱伝導より自然対流の方が熱を伝達しやすく、自然対流による熱シールド11に温度分布が生じにくくなることがわかる。仮に熱伝達率を熱伝導で高くするとした場合、断面積を増やす必要があり、代表長さLが長い熱シールドでは板厚が厚くなることになる。逆に、自然対流による熱シールド11は大型化広面積化するほど、厚みを増やすことなく、熱を伝達する能力を、熱伝導による場合に比べて相対的に大きくすることができる。
Of these, the heat transfer coefficient h by natural convection is inversely proportional to the representative length L of the
図4(a)と(b)に示すように、図3のような対向する板12、13は、熱シールド11の各所に存在する。板12、13は中空で肉厚の円筒形を構成しているが、円筒形のそれぞれの内周面に対応する板12と板13は互いに対向し、冷媒ガス14にはその内周面間を循環するような自然対流23が起きる。また、円筒形のそれぞれの外周面に対応する板12と板13は互いに対向し、冷媒ガス14にはその外周面間を循環するような自然対流23が起きる。円筒形のそれぞれの端面に対応する板12と板13は互いに対向し、冷媒ガス14にはその端面間を循環するような自然対流23が起きる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, opposing
また、渦電流防止の課題に対しては、主な熱伝達が自然対流となるため、板12、13の断面積を小さくすることにより、熱伝達を損なうことなく、電気抵抗を高くすることで解決することができる。
For the problem of preventing eddy currents, the main heat transfer is natural convection. Therefore, by reducing the cross-sectional area of the
熱シールド11での熱伝達は、冷媒ガス14により行われるため、熱シールド11の板12、13は冷媒ガス14の圧力に耐える構造にするだけでよく、一重壁構造で板12、13と同じ材質で同じだけ熱を輸送できる従来の一重壁構造の熱シールド板の場合の板厚より薄くでき、電気抵抗が高められるので、渦電流の発生を防止できる。
Since heat transfer in the
(第2の実施形態)
図5に示すように、第2の実施形態に係るMRI装置は、熱シールド11の板12、13とで挟まれた空間が、連結管25によって、極低温容器9内につなげられている点が、第1の実施形態のMRI装置とは異なっている。連結管25は、極低温容器9の上部に設けられている。極低温容器9の上部には、冷媒液8である液体ヘリウムが超電導コイル6を冷却した際に気化した冷媒ガス24のヘリウムガスが溜まっている。そこで、冷媒ガス24を、連結管25を通して、熱シールド11の冷媒ガス14として、熱シールド11に供給している。このように、熱シールド11の冷媒ガス14に、冷媒液8が極低温容器9で気化した冷媒ガス24を用いているので、別個に独立して熱シールド11に冷媒ガス14を供給する必要がなくなり構造を簡素化できる。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, in the MRI apparatus according to the second embodiment, the space sandwiched between the
(第3の実施形態)
図6に示すように、熱シールド11の二重壁構造を図3に対応させて原理的に抽象化すると、第3の実施形態の熱シールド11は、板12、13がそれぞれ複数に分割され、熱シールド11が複数の分割シールド27で構成している点が、第1の実施形態の熱シールド11と異なっている。板12、13はそれぞれ、分割された複数の非磁性の導電板と、複数の前記導電板の間に設けられ、電気抵抗率が前記導電板より高い連結帯26とを有している。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 6, when the double wall structure of the
熱伝達は、冷媒ガス14により行われ、分割された板12、13それぞれの温度が均一に保たれる。分割された板12の間には、輻射熱の入熱を防ぐため連結帯26が取り付けられている。連結帯26には、熱シールド11を薄くするために、電気抵抗率が板12、13より高い、例えば、アルミニウム(Al)テープや、電気抵抗率を確実に高くするために輻射率の高いアルミを蒸着したプラスチックス等のシート等を用いることができる。このような分割により、それぞれの渦電流の渦の大きさを小さくできトータルの渦電流を低減することができる。
Heat transfer is performed by the
図7と図8に示すように、第3の実施形態のMRI装置では、熱シールド11が、内周部と外周部にそれぞれ複数個配置される円筒型シールド28と、それぞれの端部に配置されるドーナツ型シールド29とに分割されている点が、第1の実施形態のMRI装置と異なっている。円筒型シールド28と、ドーナツ型シールド29とは、それぞれ、図6の分割シールド27として機能し、離れて対向する板12、13と、この板12、13の間に入れられた冷媒ガス14とを有している。円筒型シールド28とドーナツ型シールド29は、連結帯26で連結されている。複数の円筒型シールド28、一対のドーナツ型シールド29と複数の連結帯26とにより、極低温容器9を覆っている。これらの分割により円筒の軸方向に流れる渦電流を遮断できるので、渦電流の渦の大きさを小さくできトータルの渦電流を低減することができる。
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, in the MRI apparatus of the third embodiment, the
(第4の実施形態)
図9と図10に示すように、第4の実施形態に係るMRI装置は、円筒型シールド28の替わりに、ドーナツ型シールド29の間に、水平方向に伸びた複数の梁32が設けられている点が、第3の実施形態のMRI装置と異なっている。円筒型シールド28では、板12、13にぶつかって自然対流は垂直方向に流れることができない。このため、垂直方向に流れるドーナツ型シールド29の方が熱を効率的に上方に運ぶことができる。そこで、外周部と内周部では、熱を最短距離になる水平方向にドーナツ型シールド29まで伝導させ、ドーナツ型シールド29に集めた熱を上方に集め、ガス配管31を経由して、冷凍機4の第1ステージ16から排熱している。複数の梁32はすきまが生じないように敷き詰められ、ドーナツ型シールド29と梁32とで極低温容器9を覆っている。ただ、梁32を跨ぐように渦電流は発生しないように、隣り合う梁32は互いに絶縁されている。なお、梁32は、アルミニウム製の、板材でもよいし、引き抜き材で製作した中空管でもよい。
(Fourth embodiment)
As shown in FIGS. 9 and 10, the MRI apparatus according to the fourth embodiment has a plurality of
第1ステージ16で冷却された冷媒ガス14は、ガス配管31を通って、端部にあるドーナツ型シールド29の上部に入る。上部に冷却された冷媒ガス14が入ることで、ドーナツ型シールド29に自然対流は生じる。自然対流により、ドーナツ型シールド29全体の温度を低下させ均一にすることができる。複数の梁32は、ドーナツ型シールド29によって、両端が冷却されることで、伝熱により中央も両端と同程度の温度に均一に冷却される。以上により、熱シールド11は、広範囲に全体が冷却され、均一な温度になる。
The
(第5の実施形態)
図11に示すように、第5の実施形態に係るMRI装置では、冷凍機4の第1ステージ16が、板12、13を冷却することによって、冷媒ガス14を冷却するのではなく、板12、13を介することなく冷媒ガス14を冷却している点が、第1の実施形態のMRI装置と異なっている。温まった冷媒ガス14は、密度が小さくなって、板12、13の上部からフレキシブル配管36を通って上昇し、冷媒ガスタンク35に導入される。冷却源である第1ステージ16は、直接熱シールド冷却部33を冷却し、熱シールド冷却部33に接続する熱交換フィン34が冷却される。冷却された熱交換フィン34により冷媒ガス14が冷却される。冷媒ガス14をより直接的に冷却しているので効率的である。また、フレキシブル配管36毎に一方向の流れが生じて、大きな自然対流を生じるように、大口径のフレキシブル配管36を2本以上の設けることが好ましい。なお、真空容器15に対する熱シールド11の熱伸びはフレキシブル配管36により吸収するため、冷媒ガスタンク35や熱シールド冷却部33は、緩衝材38を介して熱シールド11上に固定せずに設置する。第2ステージ17は貫通孔37を通るように配置されるが、貫通孔37は熱伸びを考慮して大きくする。以上により、冷凍機4で冷却された冷媒ガス14は効率よく熱シールド11に供給される。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 11, in the MRI apparatus according to the fifth embodiment, the
1 磁気共鳴イメージング装置
2 超電導磁石装置
4 冷凍機
6 超電導コイル
8 冷媒液
9 極低温容器
11 熱シールド
12 外板
13 内板
14 冷媒ガス
15 真空容器
16 第1ステージ(冷却源)
22 荷重支持体
23 冷媒ガスの自然対流
24 冷媒ガス
25 連結管
26 連結帯
27 分割シールド
28 円筒型シールド
29 ドーナツ型シールド
31 ガス配管
32 分割シールド板
33 熱シールド冷却部
34 熱交換用フィン
35 冷媒ガスタンク
36 フレキシブル配管
37 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic
DESCRIPTION OF
Claims (8)
離れて対向する板と、
対向する前記板の間に入れられた冷媒ガスとを有し、
前記冷媒ガスの上部を、前記冷却源で冷却することで、前記冷媒ガスが、前記板に沿って降下した後に上昇するような自然対流を起こさせることを特徴とする超電導磁石用熱シールド。 Provided between a cryogenic container that accommodates the superconducting coil together with the refrigerant liquid and a vacuum container that accommodates the cryogenic container and is maintained in a vacuum, covers the cryogenic container, and is cooled by a cooling source. In heat shield for superconducting magnets,
A plate facing away,
Refrigerant gas put between the opposing plates,
A heat shield for a superconducting magnet, wherein the refrigerant gas is cooled by the cooling source to cause natural convection in which the refrigerant gas rises after dropping along the plate.
複数の非磁性の導電板と、
複数の前記導電板の間に設けられ、電気抵抗率が前記導電板より高い連結帯とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超電導磁石用熱シールド。 The plate is
A plurality of non-magnetic conductive plates;
The heat shield for a superconducting magnet according to claim 1 or 2, further comprising a connection band provided between the plurality of conductive plates and having an electrical resistivity higher than that of the conductive plates.
前記板を立てるように配し、
前記板と前記梁とで前記極低温容器を覆うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の超電導磁石用熱シールド。 A plurality of beams extending horizontally from the plate;
Arrange the plates upright,
The heat shield for a superconducting magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the cryogenic container is covered with the plate and the beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006198977A JP2008028146A (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006198977A JP2008028146A (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008028146A true JP2008028146A (en) | 2008-02-07 |
Family
ID=39118469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006198977A Pending JP2008028146A (en) | 2006-07-21 | 2006-07-21 | Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008028146A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106742A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | General Electric Co <Ge> | Magnet assembly for magnetic resonance imaging system |
| JP2009273673A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Superconducting electromagnet and mri apparatus |
| JP2013232461A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Hitachi Medical Corp | Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging device |
| CN114496455A (en) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 中国科学院电工研究所 | High-field large-aperture magnetic resonance imaging passive shielding superconducting magnet |
-
2006
- 2006-07-21 JP JP2006198977A patent/JP2008028146A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106742A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | General Electric Co <Ge> | Magnet assembly for magnetic resonance imaging system |
| JP2009273673A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | Superconducting electromagnet and mri apparatus |
| JP2013232461A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Hitachi Medical Corp | Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging device |
| CN114496455A (en) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 中国科学院电工研究所 | High-field large-aperture magnetic resonance imaging passive shielding superconducting magnet |
| CN114496455B (en) * | 2022-02-25 | 2023-11-14 | 中国科学院电工研究所 | High-field large-aperture magnetic resonance imaging passive shielding superconducting magnet |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4934067B2 (en) | Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus | |
| EP1882958B1 (en) | Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2004202245A (en) | Conduction cooled passive shield mri magnet | |
| CN101226809B (en) | Superconducting magnet and magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2004202245A5 (en) | ||
| JP2006116300A (en) | Gradient bore cooling and rf shield | |
| JP2007027715A (en) | Low magnetic field loss cold mass structure for superconducting magnet | |
| JP6466406B2 (en) | Gradient coil assembly with an outer coil comprising aluminum | |
| JP4716284B2 (en) | Charged particle beam deflection apparatus and charged particle beam irradiation apparatus | |
| JP5025164B2 (en) | Equipment for heat shielding superconducting magnets | |
| JP2005152632A (en) | Mri system utilizing supplemental static field-shaping coils | |
| US6323749B1 (en) | MRI with superconducting coil | |
| CN1847716B (en) | Recondensing service neck for cryostat | |
| JP6393928B2 (en) | Cryogenic cooling device and system | |
| JP2008028146A (en) | Superconducting magnet heat shield, superconducting magnet apparatus, and magnetic resonance imaging apparatus | |
| CN211698154U (en) | Superconducting magnet structure and magnetic resonance equipment | |
| KR20130039254A (en) | Superconductive electromagnet device | |
| CN101694802B (en) | Conductive Shields for Refrigerators | |
| JP4847236B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP2011131009A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2005288044A (en) | Magnetic resonance imaging device | |
| JP5015392B2 (en) | Thermal diffusion device and magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP4886482B2 (en) | Superconducting magnet apparatus and nuclear magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2007184383A (en) | Magnetic field forming device | |
| JP2008130947A (en) | Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus using the same |