(57)【要約】  国際標準化機構（ＩＳＯ）輸送コンテナ１０は、輸送中、超電導磁石１２Ａ、１２Ｂを極低温冷却するための極低温冷却システム１４を有する。極低温冷却システム１４は、超電導磁石の温度及び／又は圧力を監視し、超電導コイルの極低温を維持するように超電導磁石に冷媒を循環させる。運搬車両によって提供される電源１６が、輸送コンテナの外側からアクセス可能である電源インレット２０を通じて、極低温冷却システムに接続する。超電導磁石は、運搬車両に積み込まれる輸送コンテナ内に懸架される。冷媒が各超電導磁石の低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに循環されるように、外部電源が、極低温冷却システムに接続される。輸送中に極低温を維持することは、輸送前に超電導磁石に導入される任意の液体寒剤又はガス状寒剤の損失を最小限にする。
2013525742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの極低温冷却される装置を運搬車両で運搬するための輸送コンテナであって、
前記極低温冷却される装置の温度及び／又は圧力を監視し、極低温を維持するように前記極低温冷却される装置に冷媒を循環させる極低温冷却システムと、
前記輸送コンテナの外側からアクセス可能な電源インレットであって、前記運搬車両によって提供される外部電源からの電力を前記極低温冷却システムに接続する電源インレットと、
を有する輸送コンテナ。
【請求項２】
前記極低温冷却される装置が超導電磁石である、請求項１に記載の輸送コンテナ。
【請求項３】
前記極低温冷却システムが、
加熱された冷媒を冷却し、各々の超電導磁石の低温ヘッドに該冷却された冷媒を循環させる少なくとも１つの冷却ユニットと、
少なくとも１つの前記超電導磁石から温度及び／又は圧力信号を受け取り、所望の温度及び／又は圧力を維持するように各々のコンプレッサを制御する制御及びモニタリングユニットと、
を有する、請求項１又は２に記載の輸送コンテナ。
【請求項４】
前記極低温冷却システムが、前記極低温冷却システムのパラメータに関するデータを表示する、前記輸送コンテナの外側から見ることが可能な表示ユニットを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輸送コンテナ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの冷却ユニットが、空冷コンプレッサと、前記輸送コンテナから端部壁を通じて直接に及び／又は排気プレナムを通じて加熱された空気を排出する排気ベントとを有する、請求項２又は３に記載の輸送コンテナ。
【請求項６】
前記極低温冷却システムは、少なくとも１つの前記極低温冷却される装置の温度を監視し、それに応じて、各々の前記極低温冷却される装置に液体ヘリウムを循環させる液体ヘリウム冷却システムである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の輸送コンテナ。
【請求項７】
前記極低温冷却される装置が、２つの超電導磁石を有し、前記極低温冷却システムが、２つの冷却ユニットを有し、各冷却ユニットが、単一の超電導磁石と関連付けられる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の輸送コンテナ。
【請求項８】
前記輸送コンテナが、インターモダルコンテナであり、前記外部電源が、国際標準化機構（ＩＳＯ）によって定められる３相１５ｋＷである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の輸送コンテナ。
【請求項９】
１つの冷却ユニットが加熱された冷媒を冷却し、２以上の低温ヘッドに冷媒を循環させるように、各超電導磁石に循環される冷媒の所望のデューティサイクルを達成するために、前記制御及びモニタリングユニットによって制御される少なくとも１つの電子作動バルブを更に有する、請求項３乃至８のいずれか１項に記載の輸送コンテナ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の輸送コンテナで少なくとも１つの極低温冷却される装置を運搬する方法であって、
前記輸送コンテナ内に前記極低温冷却される装置を固定するステップと、
前記運搬車両に前記輸送コンテナを積み込むステップと、
前記極低温冷却システムの電源インレットを、前記運搬車両によって提供される前記外部電源に接続するステップと、
前記輸送コンテナを目的地へ運搬するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記極低温冷却される装置が超導電磁石であり、
前記方法が更に、各々の超導電磁石の低温ヘッドを、前記極低温冷却システムの対応する冷却ユニットに接続するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記極低温冷却される装置が２つの超電導磁石を含み、前記極低温冷却システムが２つの冷却ユニットを有し、各冷却ユニットが単一の超電導磁石と関連付けられる、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
各超電導磁石を固定する前に、前記超電導磁石に液体寒剤を導入するステップと、
運搬中、前記導入された液体寒剤の温度及び／又は圧力を監視するステップと、
運搬中、所望の温度及び／又は圧力を維持するために、前記監視された温度及び／又は圧力に従って各低温ヘッドに冷媒を循環させるステップと、
を更に含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
各超電導磁石を固定する前に、ガス状寒剤を保存しつつ、前記超電導磁石に事前に導入された任意の液体寒剤を除去するステップと、
運搬中、ガス状寒剤の温度及び／又は圧力を監視するステップと、
運搬中、所望の温度及び／又は圧力を維持するために、前記監視された温度及び／又は圧力に従って各低温ヘッドに極低温冷媒を循環させるステップと、
を更に含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１５】
加熱された冷媒を冷却し、各低温ヘッドに冷却された冷媒を循環させるように、制御及びモニタリングユニットによって各冷却ユニットを制御するステップを更に含む、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
各低温ヘッドと対応する冷却ユニットとの間に電子制御可能なバルブを導入するステップと、
１つの冷却ユニットが、加熱された冷媒を冷却し、２以上の低温ヘッドに冷却された冷媒を循環させるように、各超電導磁石に循環される冷媒の所望のデューティサイクルを達成するために、前記制御及びモニタリングユニットによって前記電子制御可能なバルブを制御するステップと、
を更に含む、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記目的地で前記運搬車両から前記輸送コンテナを降ろすステップと、
前記極低温冷却される装置を他の貨物と置き換えるステップと、
前記輸送コンテナを出荷元へ運搬するステップと、
を更に含む、請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記目的地で前記運搬車両から前記輸送コンテナを降ろすステップと、
前記極低温冷却システム、防水布、上部カバー、パーティション及びベント構造を別の輸送コンテナにパッキングするステップと、
前記別の輸送コンテナを出荷元へ運搬するステップと、
を更に含む、請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の輸送コンテナの製造方法であって、
ＩＳＯインターモダルコンテナに、１５ｋＷ未満の電力を利用して動作する冷却システムを設置するステップと、
前記冷却システム用の外部電源接続及び表示ユニットを設けるステップと、
排気ベントを設置するステップと、
を含む製造方法。
【請求項２０】
吸気開口及び排気開口を提供するように、前記輸送コンテナの取り外し可能な防水布屋根を構成するステップと、
吸気プレナムを排気プレナムと隔てて形成するように、前記吸気開口と前記排気開口との間の前記輸送コンテナ内に取り外し可能なパーティションを配するステップと、
前記冷却システムの吸気ベントが前記吸気プレナムと連絡し、前記冷却システムの排気ベントが前記排気プレナムと連絡するように、前記パーティションに前記極低温冷却システムを取り外し可能に取り付けるステップと、
を含む、請求項１９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング技術に関する。本発明は、磁気共鳴イメージングシステムにおいて使用される極低温冷却される主磁石アッセンブリの保管及び運搬に特定の用途を見出す。しかしながら、本発明は、磁気共鳴スペクトロスコピー及び他の核磁気共鳴技法、更に、極低温冷却されるコンポーネントを有する他のシステムにも用途を見出す。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムは、一般に、超電動動作温度に冷却される超電導磁石を含む。超電導特性は、非常に低い温度で特定の材料に生じ、かかる非常に低い温度では、材料は、ほぼゼロの電気抵抗を呈し、内部磁界を示さない。超電導状態は、所望の磁界強度を維持するために必要とされる電気負荷を低減する。超電導動作温度又は臨界温度は、少なくとも超電動体材料のタイプ、電流密度及び磁界強度に依存する。低温システムにおいて、ニオビウム−チタン（ＮｂＴｉ）超電導磁石は、約１０Ｋの遷移温度を有し、最高１５テスラで動作可能であり、他方、より高価なニオビウム−スズ（Ｎｂ３Ｓｎ）超電導磁石は、約１８Ｋの遷移温度を有するが、最高３０テスラで動作可能である。例えば鉄又は銅ベースの合金のような、より高温の超電導磁石は、１０−１００Ｋの範囲の温度で超電導特性に遷移する。
【０００３】
例えばニオビウムベースの磁石のような従来の低温システムでは、磁気コイル巻線は、例えばヘリウムのような液体寒剤で部分的に充填される真空アニュラス又はクリオスタット内に懸架される。コイル巻線は、ヘリウム槽に部分的に浸漬され、超電導状態よりも低く冷却される。液体ヘリウムは、標準大気条件では４．２Ｋで沸騰する。通常動作の間、外部環境及び勾配コイルからの熱は、液体ヘリウムのボイルオフ及びクライオスタット圧力の上昇を引き起こしうる。ヘリウムののボイルオフ量を最小限にするために、極低温冷却システムが、１又は複数の導電性熱シールドを１０Ｋ乃至１００Ｋの温度に冷却するために使用される。これらのシールドは、環境からの熱を遮り、コイル巻線に達する熱の量を低減し、他方、冷却システムは、冷媒を能動的に循環させることによって熱シールドを冷却する。あるシステムにおいて、極低温冷却システムは、気体ヘリウムを液体状態に再凝縮するのに十分低い温度を達成することが可能である。再凝縮された液体ヘリウムは、既存の液体ヘリウム槽に収集される。
【０００４】
より高温のシステムでは、例えば水素、ネオン、窒素等のより高い沸点をもつ寒剤が、超電導コイルを浸漬させるために使用され、及び／又は熱シールドに熱的に結合される低温ヘッドを冷却するための冷媒として使用される。
【０００５】
寒剤フリーな超電導磁石では、超電導コイルが、冷却管又は可撓性銅ストラップのような固体熱伝導体に導電的に結合される。この構造は、液体寒剤で充填されるクライオスタットの必要を排除し、磁石がクエンチする場合、すなわち超電導特性を失う場合のクライオスタットからの寒剤ガスの大きい流出を防ぐ。極低温冷却システムは、低温ヘッドを冷却し、低温ヘッドは、固形熱伝導体に、又は超電導コイルを超電導状態に保つために冷却管への供給を行う小さい寒剤リザーバに、熱的に結合される。いずれの設計においても、クライオスタット及び熱伝導体は、外部の赤外線からの熱を防ぐために熱シールドによって囲まれ、次いで、寒剤の内部伝達からの熱を遮るために真空チャンバによって取り囲まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超電導磁石が製造された後、クライオスタットは、一般に液体寒剤を充填することによって冷却され、例えば病院、クリニック、ラボ、リサーチ設備等のその最終目的地に出荷される前に、通常動作を確実にするために製造設備においてテストされる。極低温冷却される超電導磁石のサイズに依存して、クライオスタットは、１０００リットル乃至約２０００リットルの液体寒剤を如何なる場所でも保持することができる。磁石を動作温度に二度冷却する費用を回避するために、製造業者が、顧客に超電導磁石を出荷する前に寒剤を導入することが一般的である。製造業者は、運搬中の寒剤損失を低減するために、超電導磁石を極低温冷却システムと共に可能な限り早く顧客に輸送しようとする。極低温冷却システムは運搬中は稼動状態にないので、熱シールドの温度が上昇し、コイル巻線に伝達される熱が劇的に増加する。低温システムにおいて、クライオスタットの一部としての解放バルブは、ヘリウムのボイルオフによる増大された圧力を軽減するために、運搬中、導入されたヘリウムの７５％以上を排出することができる。過剰圧力を排出することは、クライオスタット及び真空チャンバの完全性を保証する。この費用は、排出された寒剤を元に戻すために５，０００乃至１０，０００米ドルのレートで顧客に移される。失われた寒剤を元に戻す必要は、元に戻すための液体寒剤の供給が容易に利用可能でない世界の多くの領域において問題である。従って、既存のインフラストラクチャを使用しながら運搬中の寒剤損失を低減する運搬システムが、超電導磁石の製造業者及び顧客にとって望ましい。
【０００７】
本発明は、上述の問題その他を克服する、極低温冷却される装置の運搬及び／又は保管のための新しい改善されたシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの見地によれば、運搬車両上で少なくとも１つの極低温冷却される装置を冷却するための輸送コンテナが提示される。極低温冷却システムは、極低温冷却される装置の温度及び／又は圧力を監視し、極低温を維持するために極低温冷却される装置に冷媒を循環させる。輸送コンテナの外側からアクセス可能な電源インレットが、運搬車両によって提供される外部電源からの電力を、極低温冷却システムに接続する。
【０００９】
別の見地によれば、輸送コンテナで少なくとも１つの極低温冷却される装置を運搬する方法が提示される。極低温冷却される装置は、輸送コンテナ内に固定され、次いで、極低温冷却される装置を伴う輸送コンテナが、運搬車両に積み込まれる。極低温冷却システムの電源インレットは、運搬車両によって提供される外部電源に接続される。運搬車両は、輸送コンテナを目的地へ運搬する。
【００１０】
別の見地によれば、極低温冷却される装置を運搬するための輸送コンテナを製造する方法が提示される。方法は、国際標準化機構（ＩＳＯ）インターモダルコンテナに、１５ｋＷ未満の電力を利用する冷却システムを組み込む。ＩＳＯインターモダルコンテナは、電源接続及び冷却システムの表示ユニットへの外部アクセスを可能にするように構成される。ＩＳＯインターモダルコンテナは、組み込まれた冷却システムの排気ベントへの外部アクセスを可能にするようにも構成される。
【００１１】
１つの利点は、導入された寒剤の輸送中の損失が激減することである。
【００１２】
別の利点は、既存の電源がオンボードジェネレータの代わりに利用できることである。
【００１３】
別の利点は、寒剤冷却される装置が、導入される寒剤の損失なしに又はほとんど損失なしに、保管されることができることにある。
【００１４】
本発明の更に別の利点が、以下の詳細な説明を読み理解することにより当業者に理解される。
【００１５】
本発明は、さまざまなコンポーネント及びコンポーネントの取り合わせ並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形を取りうる。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】極低温冷却される装置を運搬及び保管するための輸送コンテナの概略上面図。
【図２】輸送コンテナに組み込まれる極低温冷却システムの概略上面図。
【図３Ａ】極低温冷却システム内に収容される凝縮ユニットの実施形態を示す概略図。
【図３Ｂ】極低温冷却システム内に収容される凝縮ユニットの実施形態を示す概略図。
【図４Ａ】極低温冷却される装置を運搬及び保管するための輸送コンテナの他の実施形態の概略図。
【図４Ｂ】極低温冷却される装置を運搬及び保管するための輸送コンテナの他の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、極低温冷却される装置又はペイロードの運搬及び保守のための輸送コンテナ１０の概略図が示されている。本実施例は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）又は核磁気共鳴（ＮＭＲ）システムにおいて使用される超電導磁石１２Ａ、１２Ｂの運搬に特に関連して記述されている。更に、例えば医薬、生体組織、半導体、その他に関する他の極低温冷却される装置又はペイロードが、輸送コンテナ１０を使用して運搬されることができることが理解されるべきである。
【００１８】
輸送コンテナ１０は、インターモダル貨物運搬中に使用される国際標準化機構（ＩＳＯ）によって定められるような標準インターモダルコンテナ又はＩＳＯコンテナである。一般に、ＩＳＯコンテナは、幅８フィートであり、高さが標準の８フィートのものから、８フィート６インチ、９フィート６インチ、又は１０フィート６インチであるハイキューブユニットに及ぶ。最も一般的な長さは、２０フィート及び４０フィートであるが、他の長さも存在しうる。一般的なコンテナは、一方又は両方の端部に備えられるドアを有し、波形の耐候性スチールで構成される。オープントップコンテナは、波形のスチール壁及びドアを有し、屋根は、取り外し可能な防水布を支持しコンテナの安定性に寄与する取り外し可能な弓形部を有する。オープントップコンテナは、上方からの積み降ろしを容易にする。フラットラックコンテナは、例えば高磁場オープン（ＨＦＯ）又はＣアーム磁石のような超過重量、超過高さ及び超過幅の貨物を輸送するために主に使用される折り畳み可能な端部壁及び補強された床を有するオープンコンテナである。コンテナは、セミトレーラトラック、貨物列車、コンテナ船又は飛行機によって運搬されることができる。
【００１９】
輸送コンテナ１０は、自己内蔵型の極低温冷却システム１４を有する。冷却システム１４は、例えば冷却されるインターモダルコンテナへ供給されるような、プラグ１８を通じた既存の電源１６に依存する。冷却されるインターモダルコンテナは、一般に、ＩＳＯによって定められる１５ｋＷの３相電力を供給される。この既存の電源は、極低温冷却システム１４を駆動するために使用され、運搬車両、埠頭、保管設備等を含む地点で利用可能である。プラグ１８は、輸送コンテナの外側からアクセス可能なソケット２０を通じて、極低温冷却システム１４に接続する。こようにして、一般に利用可能なＩＳＯ電源が、極低温冷却システム１４を駆動するために使用される。
【００２０】
一実施形態において、超電導磁石１２Ａ、１２Ｂが、フラットラックコンテナで運搬される場合、極低温冷却システム１４は、折り畳み可能な端部壁の１つに結合され又は取り付けられることができ、次いで、既存の電源１６に接続される。このようにして、極低温冷却システム１４は、その後取り外され、出荷元に送り返されることができる。
【００２１】
別の実施形態において、標準の又はハイキューブインターモダルコンテナでの運搬のために、ドア端部の反対側の端部壁が、極低温冷却システム１４を、すなわちソケット２０、換気部、ディスプレイ、制御部等を収容するように変更される。極低温冷却システム１４は、輸送コンテナ１０の端部壁に取り外し不可能に組み込まれ、従って、極低温冷却システム１４及び利用可能な空間内の他の積荷を含む輸送コンテナ全体が、その出荷元に輸送されることができる。代替例として、極低温冷却システム１４が、両端部にドアを有するインターモダルコンテナに組み込まれる。一端のドアは、ソケット２０、換気部、ディスプレイ、制御部等を収容するように変更される。目的地に到着すると、組み込まれた極低温冷却システム１４を含む変更されたドアが、変更されていないドアと置き換えられ、従って、２つの変更されていないドア端部を有する輸送コンテナが、再利用されることができる。極低温冷却システムを含む変更されたドアは、別の極低温冷却されるペイロードに関する再利用のために、それらの出荷元に送り戻される。
【００２２】
極低温冷却システム１４は、輸送又は保管の間、超電導磁石１２Ａ、１２Ｂ内に液体又は気体の寒剤を維持するのに役立つ。冷媒が、各々の超電導磁石１２Ａ、１２Ｂの低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに循環され、それにより、超電動磁石は、輸送中、寒剤の沸点の温度又はそれを下回る温度を維持する。一実施形態において、超電導磁石は、液体寒剤が導入された状態で顧客に輸送される。輸送中、導入された寒剤の損失を除去し及び／又は低減するために、極低温冷却システム１４は、超電導コイルの超電導温度を維持するために、低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに冷媒を循環させる。冷媒及び／又は導入された寒剤は、ヘリウム、水素、ネオン、窒素等を含みうる。
【００２３】
一実施形態において、各々の超電導磁石１２Ａ、１２Ｂは、極低温冷却される超電導磁石であり、かかる超電動磁石においては、超電導コイルが、液体寒剤漕に部分的に浸漬され、クライオスタット内に収容される。低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂは、クライオスタットへ突き出しており、温度上昇に応じてボイルオフしうる任意の寒剤を再凝縮するように機能する。クライオスタット内に収容されるセンサ、制御部及びモニタリングユニット、及び／又は低温ヘッドは、クライオスタットの温度及び／又は圧力を監視する。温度が上昇し、液体寒剤が気体状態になると、クライオスタット内の圧力が増大する。増大された圧力を軽減するために、排気バルブ（図示せず）が、標準大気状態よりわずかに高く維持するように過剰なガスを解放する。例えば、圧力は、寒剤を汚染しうる負圧を防ぐために、標準大気状態より約１／２ｐｓｉ高い状態に維持される。負圧は、外部ガスがクライオスタット内をリークすることを可能にしうる。
【００２４】
別の実施形態において、各々の超電導磁石１２Ａ、１２Ｂは、超電導コイルが熱交換器に熱的に結合される寒剤フリーな超電導磁石である。熱交換器は、超電導コイルと接触する冷却管アセンブリである。液体寒剤は、循環される寒剤のほぼ沸騰温度までコイルを冷却するために、冷却管アセンブリを通じて循環される。冷却管アセンブリを供給するリザーバは、ガス状寒剤を再凝縮するために、低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに熱的に結合される。極低温冷却される超電導磁石と同様に、冷却管アセンブリに生成される過剰な寒剤ガスは、排気バルブを通じて排出される。代替例として、熱交換器は、熱的に超電導コイルに結合される固体熱伝導体である。固体熱伝導体は、複数の可撓性銅ストラップから構成されることができ、可撓性銅ストラップは、低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに接続されうる。
【００２５】
極低温冷却システム１４は、双方向データバス２４を通じて、低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂ内の、クライオスタット内の、及び／又は熱交換器の近傍の、温度及び／又は圧力センサを監視し、クライオスタット又は冷却管アセンブリ内の寒剤を冷却し又は再凝縮するために、又は固体熱伝導体を十分に冷却するために、冷媒を低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに循環させる。極低温冷却システム１４は、単一の輸送コンテナ１０で運搬される２以上の超電導磁石１２Ａ、１２Ｂの間で極低温冷媒を循環させるように、バルブ２６Ａ、２６Ｂの状態を制御し又は駆動する。従って、極低温冷却システム１４は、オン状態、オフ状態及び低減されたフロー状態の１つにバルブ２６Ａ、２６Ｂを駆動させることによって、電力要求を低減するように複数磁石の冷却を交互することができる。
【００２６】
図２は、輸送コンテナ１０の概略図及び極低温冷却システム１４の内部図を示す。極低温冷却システム１４は、既存の標準ＩＳＯ電源１８から電力を受け取る電源接続部又はインレット３０を有する。トランス３２が、冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂによって使用可能な電圧及び／又は位相に入力電力を変換する。例えばトランス３２は、ＩＳＯ規格３８０ボルトを、冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂの凝縮器によって使用される４６０ボルトに変換する。更に、トランスは、公称システムを動作させるために、超電導磁石に使用可能な電圧を供給することができる。制御及びモニタリングユニット（ＣＭＵ）３６は、データバス２４を通じて、冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂ及びバルブ２６Ａ、２６Ｂを制御するとともに、各々の超電導磁石の温度及び／又は圧力センサを監視する。プロセッサは、温度及び圧力センサからの温度及び圧力信号をそれぞれ解釈する。これらの信号に基づいて冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂを制御するための命令は、プロセッサ３８によって実行されるようにコンピュータ可読記憶媒体３７に記憶される。例えば、プロセッサは、センサ信号及び／又は電力消費に基づいて冷蔵ユニット３４Ａ、３４Ｂのためのデューティサイクルを調整するフィードバック制御アルゴリズムを実行することができる。加速度計及びジャイロスコープのような動きセンサが、輸送中、輸送コンテナ１０、磁石１２Ａ、１２Ｂ及び／又は冷却システム１４の動き及び／又は向きを監視するために使用されることができる。センサは、激しい乱気流及び振動を検出することができ、これは、それによる可能性のあるダメージを回避するために低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂの冷却を一時的に中止するようにＣＭＵ３６に通知するために使用されることができる。
【００２７】
ＣＭＵ３６は、例えば冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂの動作、超電導磁石１２Ａ、１２Ｂの温度及び／又は圧力、バルブ２６Ａ、２６Ｂの状態、冷却デューティサイクル、電力消費等の極低温冷却システム１４のパラメータのステータスに関するデータを表示する外部アクセス可能な表示ユニット３９を有する。更に、表示ユニットは、入力制御部を有することができ、ユーザは、かかる入力制御部によって、動作パラメータを制御し及び／又は調整することができる。表示ユニットに表示されるデータは、プロセッサ３８によってもたらされる。
【００２８】
図示の実施形態において、２つの対応する超電導磁石１２Ａ、１２Ｂに冷媒を供給する２つの冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂが示されている。しかしながら、対応する超電導磁石への供給を行うより少数の又はより多数の冷媒コンプレッサが更に企図される。代替例として、単一の冷却ユニットが、２以上の超電導磁石への供給を行うこともできる。ＣＭＵ３６によって制御される多重バルブは、複数磁石の間の供給ラインを切り替えることができる。超電導磁石に対する冷却ユニットの配置及び比率は、輸送コンテナのサイズ、形状及びスタイル、超電導磁石のサイズ、並びに寒剤のタイプに依存する。冷却ユニット１４の配置及び数を決定する際に、運搬車両のタイプも考慮されることができる。図３Ａ及び図３Ｂを参照して、冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂは、図３Ａに示す空冷ユニットでありうる。冷媒ガスは、戻りラインを通じて冷却ユニットに循環される。コンプレッサ４０は、冷媒ガスの圧力を増大させ、それを凝縮器コイル４２に入れ、凝縮器コイル４２は、冷媒ガスから熱を除去する。凝縮器コイル４２は、ファン４４によって冷却され、ファンは、凝縮器コイル４２全体に、吸気ベント又はルーバー４６から空気を引き入れ、排気ベント又はルーバー４８を通じて、加熱された空気を輸送コンテナ１０の外側に押し出す。冷媒は、冷媒供給ラインを通じて、対応する超電導磁石１２Ａ、１２Ｂに再循環される。
【００２９】
代替例として、冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂは、図３Ｂに示す水冷ユニットでありうる。凝縮器コイル４２を冷却するためのファン及び排気システムに代わって、冷却水ループ５０が、冷媒ガスを冷却するために、冷媒ガスから熱を除去する。冷却水供給源５２は、一般に、加熱された空気の排出に問題がある標準ＩＳＯ冷却輸送コンテナ用の輸送導管に供給される。冷却ユニット３４Ａ、３４Ｂは、再凝縮された冷媒を冷却するために、既存の冷却水供給源５２を利用することができる。
【００３０】
図４Ａの上面図及び図４Ｂの側面図を参照して、オープントップ輸送コンテナで運搬するための別の実施形態において、輸送コンテナの端部壁は、冷却ユニット３４、電源インレット３０、電力トランス３２及びＣＭＵ３６の１又は複数を含む冷却システム１４を収容するように変更されない。前述したように、オープントップコンテナは、波形スチール壁及びドアを有し、屋根は、均一な間隔に配置された複数の弓形部又は横断部材６２によって支持される取り外し可能な防水布６０を有する。弓形部６２は更に、防水シート６０を支持するだけでなく、側壁の構造的完全性を増大させ、超電導磁石１２及び冷却システム１４のような積荷が上方から積み降ろしされることができるように取り外されることができる。
【００３１】
この実施形態において、冷却システム１４は、凝縮器コイル４２からの加熱された空気がコンテナの外に排出されるフラットラックコンテナの実施形態又は標準輸送コンテナの実施形態と異なり、コンテナ１０内に完全に包含されることができる。従って、各々の冷却システム３４からの排気は、輸送コンテナ内部に放出され、これは、輸送コンテナの内部温度を上昇させやすい。このような内部温度の上昇は、冷却システム１４のデューティサイクルを増大させ、これは、増大される電力要求及び潜在的なストレス関連の不良につながる。一般に、冷却ユニットは、温度が例えば６０℃のような閾値を越える場合に冷却ユニットを止める高温遮断を含む。拡張された遮断又は低減されたデューティサイクルは、寒剤のボイルオフにつながりうる。
【００３２】
輸送コンテナ１０の内部温度を低下させるために、吸気ベント／開口６４及び排気ベント６６が、オープントップコンテナ１０の屋根防水布６０に取り付けられる。このようにして、ドアの１つ又は標準コンテナの端壁ではなく、防水布６０のみが、各ベントごとの開口を有するように変更される。開口が、取り外し可能な防水布６０に作られ、対応するベント６４、６６が、防水布に固定的に組み込まれる。各ベント６４、６６の位置は、ベントの端部が、図４Ｂに示すように弓形部６２に確実に且つ取り外し可能に取り付けられるように位置付けられる。各ベントは、破片、降水等がコンテナ１０に入ることを防ぎつつ、吸気／排気が自由にフローすることを許すフード６８によってカバーされる。
【００３３】
より冷たい吸気を加熱された排気から隔てるために、パーティション７０が、各々の冷却ユニットの３４の吸気ベント４６と排気ベント４８の間、及び輸送コンテナの吸気ベント６４と排気ベント６６の間に位置付けられ、それにより、図４Ｂの側面図に示すように、吸気プレナム７２及び排気プレナム７４を形成する。より冷たい外部空気は、各冷却ユニット３４の冷却ファン４４によって生成される負圧によって、超電導磁石１２を収容する吸気プレナム７２に引き入れられる。吸気プレナム７２のより冷たい空気は、冷却ファン４４によって吸気ベント４６に引き入れられ、凝縮器コイル４２が加熱される場合に各凝縮器コイル４２全体に押し出される。ファン４４は、加熱された空気を、排気ベント４８を通じて排気プレナム７４に押し出し、この場合、加熱された空気は、排気ベント６６を通じて輸送コンテナを出る。パーティション７０が、加熱された排気が、より冷たい吸気と混合することを妨げ、これにより、各冷却システム３４のデューティサイクルを低下させることができる。パーティションは、一実施形態では防水布である。
【００３４】
ステータス表示ユニット３９は、輸送コンテナ１０の外側に取り外し可能に取り付けられ、冷却システム１４、超電導磁石１２、モニタリングセンサ等のステータスに関するデータをオペレータに中継する。同じようにして、電源インレット２０もまた、輸送コンテナの外側に取り外し可能に取り付けられ、よって、オープントップコンテナは変更されない。
【００３５】
輸送コンテナ１０及びその極低温ペイロード１２がその目的地に到達すると、防水布６０、吸気ベント６４、排気ベント６６、対応するフード６８及びパーティション７０が、輸送コンテナ１０から容易に取り外され、例えば製造業者のような出荷元に送り戻される。製造業者は、防水布６０、吸気ベント６４、排気ベント６６、対応するフード６８及びパーティション７０を、別の極低温ペイロードを有する別のオープントップ輸送コンテナにおいて再利用することができる。同様に、１又は複数の冷却ユニット３４、電源インレット３０、電源トランス３２及びＣＭＵ３６を含む冷却システム１４は、再利用のために、例えば製造業者のような出荷元に送り戻される。冷却システム１４は、防水布６０、吸気ベント６４、排気ベント６６、対応するフード６８及びパーティション７０と一緒に又はそれらと別にパッキングされることができる。冷却システム及び換気システムは、それらの出荷元ではなく、さまざまな場所に輸送されることができる。例えば、極低温ペイロードが、製造業者のロケーション以外のロケーションから運搬される状況では、パッキングされた冷却及び換気システムが、一緒に又は別個に当該ロケーションに輸送されることができる。
【００３６】
記述される実施形態は、輸送コンテナに組み込まれ、ＭＲＩ又はＮＭＲシステムの既存の極低温冷却器に電力供給を行うオンボードジェネレータの必要を回避する。ジェネレータ及び必要な燃料は、輸送コンテナに重さを加え、一般的な寒剤損失を軽減しないことがある。更に、燃料及び燃焼から生じる排気は、超電導磁石及び運搬車両に脅威を与え、例えば、航空移動は、移動している間のジェネレータの使用を禁止している。極低温冷却システム１４を組み込み又は取り付けることによって、及び運搬車両によって提供される既存の電源を使用することによって、輸送コンテナの重みは、超電導磁石及び極低温冷却システムに低減される。ＭＲＩ又はＮＭＲシステムの他のコンポーネント、例えば極低温冷却器、制御システム、患者ベッド、ユーザインタフェース等は、費用を更に低減することができる交互輸送方法を使用して輸送することができる。
【００３７】
別の実施形態において、超電導磁石は、液体寒剤が導入されない状態で、輸送コンテナ１０で出荷される。テスティングの後、液体寒剤が除去され、任意のガス状寒剤が、クライオスタット又は熱交換器内にとどまる。輸送中、再凝縮された寒剤がすばやくボイルオフし、再凝縮する２相冷却法が利用され、よって、最小の液体蓄積がクライオスタット又は熱交換器内にある。この方法は、導入される寒剤の沸騰温度よりかなり高い中間温度を維持する。例えば、液体ヘリウム寒剤を使用する低温システムにおいて、超電導コイルは、およそ４０−５０Ｋの温度に維持される。極低温冷却システム１４は、各々の運搬される超電導磁石１２Ａ、１２Ｂの低温ヘッド２２Ａ、２２Ｂに冷媒を供給することによって、同様に動作する。しかしながら、２相冷却法を使用して４０−５０Ｋの温度を維持するデューティサイクルは、より低い電力要求をもたらすより少ないものである。４０−５０Ｋから４．２Ｋまで超電導コイルを冷却するのに必要な比熱は、磁石を室温から冷却する場合よりはるかに小さい。磁石が運搬され又は長期間保管される場合、磁石を４０−５０Ｋに維持し、その後、動作温度まで磁石を冷却するための費用は、磁石を動作温度に維持し又は室温からの磁石を冷却するための費用より非常に小さくなりうる。
【００３８】
本発明は、好適な実施形態に関して記述された。変形例及び変更例は、先行する詳細な説明を読み理解することにより当業者に思いつく。本発明は、そのような変形例及び変更例が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、すべてのこのような変形例及び変更例を含むものとして構成されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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