【手続補正書】
【提出日】平成24年3月26日(2012.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライオスタットの一部としての使用のためのサブアセンブリであって、
補助通気口（４０）を収容するアクセスタレット（３２）と；
冷凍機を収容するための冷凍機タレット（３４）と；
前記アクセスタレットと前記冷凍機タレットとをリンクし、また1つの壁（５４）に開口部（５２）を有する接続ボックス（３０）と；
クライオジェン容器（１２）への前記サブアセンブリの取り付けのための手段（３８）とを備えるサブアセンブリ。
【請求項２】
前記冷凍機タレット（３４）内に収容された冷凍機によって冷却されるように配置された再凝縮面が前記接続ボックスの内部に露出される請求項１に記載のサブアセンブリ。
【請求項３】
使用時に再凝縮した液体クライオジェンが前記接続ボックスの内部を少なくとも部分的に満たすように配置された請求項２に記載のサブアセンブリ。
【請求項４】
一度前記クライオジェン容器に取り付けられると、前記アクセスタレットと前記冷凍機タレットの最上部分が前記クライオスタットの最上部より高くないところまで延びるように配置された請求項１から３のいずれか一項に記載のサブアセンブリ。
【請求項５】
前記冷凍機タレットは第１の熱ステージ（４４）と再凝縮面とが取り付けられており、この第１の熱ステージ（４４）は前記アクセスタレットに取り付けられた熱ステージ（４６）に熱的に接続されている請求項１から４のいずれか一項に記載のサブアセンブリ。
【請求項６】
前記接続ボックスは前記開口部（５２）とは反対側に取り外し可能な壁部分（４８）を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のサブアセンブリ。
【請求項７】
前記接続ボックス内に電気リード線の接続のための手段を更に備える請求項１から６のいずれか一項に記載のサブアセンブリ。
【請求項８】
前記接続のための手段は、前記接続ボックス内で第１の電気リード線を前記補助通気口に接続するための手段と；第２の電気リード線を前記接続ボックスの材料に接続するための手段とを備える、請求項７に記載のサブアセンブリ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のサブアセンブリを装備したクライオジェン容器を備えるクライオスタット。
【請求項１０】
前記クライオジェン容器が、前記接続のための手段に電気的に接続された被冷却電気装置を収容する、請求項７または請求項８に依存するときの請求項９に記載のクライオスタット。
【請求項１１】
（ａ）請求項１〜８のいずれか一項に記載のサブアセンブリを組み立てることと；
（ｂ）クライオジェン容器の壁にポート（５０）を備えたクライオジェン容器を組み立てることと；
（ｃ）前記ポートが前記接続ボックスの配置によって密閉されるように、また前記接続ボックスの内部が前記開口部（５２）と前記ポート（５０）とによって前記クライオジェン容器の内部に露出されるように、前記サブアセンブリを取付け手段によって前記クライオジェン容器に取り付けること；の各ステップを備える、クライオスタットを組み立てる方法。
【請求項１２】
ステップ（ａ）とステップ（ｃ）との間に製造欠陥に関して前記サブアセンブリを試験するステップを更に備える、請求項１１に記載のクライオスタットを組み立てる方法。
【請求項１３】
前記クライオジェン容器は、前記ポート（５０）と前記開口部（５２）とによって形成された開口を通り抜ける電気リード線によって前記接続ボックス内の電気リード線の接続のための手段に電気的に接続された被冷却電気装置を収容する、請求項１１または請求項１２に記載のクライオスタットを組み立てる方法。
【請求項１４】
前記接続ボックスは前記開口部（５２）とは反対側に取り外し可能な壁部分（４８）を備え、前記取り外し可能な壁部分は前記接続ボックスを密閉するために前記クライオジェン容器への前記サブアセンブリの組立てに続いて元の所に設置される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のクライオスタットを組み立てる方法。
【請求項１５】
前記クライオジェン容器（１２）は電気装置を収容し、前記サブアセンブリは導体を収容し、また前記方法は、
前記クライオジェン容器の組立てに先立って、前記電気装置から延長部（４０ａ）に第１の柔軟な電流リード（６２）を電気的機械的に接続することと；
前記電気装置の周りにアクセスポート（５０）を有するクライオジェン容器（１２）を組み立てることと；
取り付けられた柔軟な電流リードを有する前記延長部を、前記アクセスポートを経由して前記クライオジェン容器の外側にまで通り抜けさせることと；
前記アクセスタレットを通って前記電気装置にいく電気導通経路を与えるように、前記導体を前記延長部に電気的機械的に接続すること（４０ｂ）；の各ステップを更に備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のクライオスタットを組み立てる方法。
【請求項１６】
前記方法は使用時にクライオジェンガスが前記アクセスタレットを経由して前記クライオジェン容器から流れ出て前記電気導通経路を冷却することを可能にするステップを更に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記導体と前記延長部は一度機械的に接続されると、前記クライオジェン容器からクライオジェンガスを搬送するための補助通気口（４０）として機能するように配置されている請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第２の柔軟な電流リード（６４）を前記アクセスタレット（３２）の内面（６６）に接続するステップを更に備える請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記アクセスタレット（３２）は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のサブアセンブリの一部を形成する請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記クライオジェン容器（１２）はアクセスポート（５０）を有し；
第１の柔軟な電流リード（６２）は前記電気装置を延長部（４０ａ）に電気的機械的に接続し；
前記サブアセンブリは前記ポート（５０）上で前記クライオジェン容器に取り付けられた導体（４０）を収容するアクセスタレット（３２）を備え；
前記導体（４０）は前記アクセスタレットを通って前記電気装置にいく電気導通経路を与えるように前記延長部に電気的機械的に取り付けられる（４０ｂ）；請求項１０に記載のクライオスタット。
【請求項２１】
前記アクセスタレットは、クライオジェンガスが前記クライオジェン容器から流れ出て、それによって前記電気導通経路を冷却するための逃避経路を与えるように成される、請求項２０に記載の電気装置を収容するクライオスタット。
【請求項２２】
機械的に接続された前記導体と前記延長部は前記クライオジェン容器からクライオジェンガスを搬送するための補助通気口として機能するように配置された、請求項２０または請求項２１に記載の電気装置を収容するクライオスタット。
【請求項２３】
前記アクセスタレット（３２）の内面（６６）に接続された第２の柔軟な電流リード（６４）を更に備える、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の電気装置を収容するクライオスタット。
【請求項２４】
前記クライオジェン容器の内面（６６）に接続された第２の柔軟な電流リード（６４）を更に備える、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の電気装置を収容するクライオスタット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】クライオスタットとその一部としての使用されるアクセスタレット・冷凍機タレットサブアセンブリおよびクライオスタットを組み立てる方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導磁石コイルなどの被冷却装置を保持するためのクライオスタット容器に関する。特に本発明は、被冷却装置に電流を供給するために電流リードがクライオスタット容器に入ることを可能にするクライオスタット容器のためのアクセス装置と；クライオジェンガスがクライオスタットから逃げることを可能にし、また必要とされるときにクライオジェンを再充填するためにアクセスを与える通気装置と；冷凍機をクライオジェンに熱的に接触させて保持するためのタレット装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、クライオスタットにおけるアクセスタレットと、通気管と、電流リードと、冷凍機からなる従来の装置を示す。被冷却超電導磁石１０は、それ自身が外側真空チャンバ（ＯＶＣ）１４内に保持されたクライオジェン容器１２内に設けられる。クライオジェン容器と外側真空チャンバとの間の真空空間には、１つ以上の熱輻射シールド１６が設けられ得る。冷凍機１７がこの目的のためにクライオスタットの側面の方に設けられたタレット１８に配置されることは公知であるが、従来の装置はクライオスタットの最上部に取り付けられたアクセスネック（通気管）２０を保持するアクセスタレット１９を有する。
【０００３】
クライオスタットの本体を通して磁石１０には通常、負の電気接続２１ａが設けられる。正の電気接続２１は通常、通気管２０を貫通する導体によって与えられる。
【０００４】
固定された電流リード（ＦＣＬ）設計に関して、通気管が詰まった場合のフェイルセーフ通気口として別の通気経路（補助通気口）（図１には図示されていない）が設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の設計の多くの識別された欠点を克服する、または少なくとも軽減することを目的としている。本発明は、アクセスタレットが冷凍機タレットに組み合わされてシステムの最上部から側面に動かされるのを可能にすることを目的とする。これは下記に説明されるように、全システム高さの減少をもたらし、製造の容易さとスクラップの減少という利益を提供する。アクセスタレットと冷凍機タレットの従来の分離は、クライオジェン容器に２つの別々のアクセスポート（孔）が設けられなくてはならないことを意味する。本発明は、これを単一のアクセスポートに減らすことを目的とする。これは、クライオジェン容器の組立てを単純化し、またクライオジェン容器内への熱経路の数を減らすことによってクライオジェン容器への熱流入を減らす。各ポートは、適切なタレットへの溶接によって、クライオスタットの最終組立て時に密閉される必要がある。薄肉の構成要素へのこのような溶接は、達成が困難であり、またある幾つかの製造の困難さと作り直しとスクラップの原因となる。本発明はまた、クライオスタットの最終組立て時の薄肉タレットへの溶接の必要性をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来から電気接続は、次のようにクライオスタット内の超電導磁石に与えられてきた。
図４を手短に参照すると、クライオジェン容器１２の本体を貫通して１つの接続、典型的には負の接続２１ａが行われる。これは典型的には、柔軟な電流リードを通気管２０の基部にボルト止めまたは半田付けすることによって行われる。他の接続２１は、アクセスネック２０に配置された導電性補助通気口４０を通って通電させることによって行われてきた。柔軟な正の電流リード２１は、補助通気口を磁石に電気的に接続するために、クライオスタットの最終組立て時に補助通気口４０に典型的には半田付けまたはボルト止めされる。補助通気口４０は典型的には、クライオジェンガスを逃がすことによって冷却されるように配置され、また図示されていないが関連技術に精通する人々には周知のバーストディスク（ｂｕｒｓｔ  ｄｉｓｋ）によって少なくともある程度密閉される。
【０００７】
従来の終端構成の欠点は、柔軟な電流リード２１、２１ａと通気管２０と補助通気口４０との間の接合部の接触抵抗がクライオジェン容器１２内の通気管２０の基部において熱を放散させることである。これは、クライオジェン容器内のクライオジェンガスの伝導と対流とを介して、ランピング（ramping）時に付近のクライオジェンガスの温度を上昇させる。典型的には既存のシステムは、典型的な液体ヘリウムクライオジェンに関して約５Ｋのクライオジェン容器ガス温度で動作するように意図されている。磁石からの柔軟なリード２１、２１ａが通気管２０と補助通気口４０とに接続される点における接触抵抗の変動は、ある幾つかのシステムにおいてランピング時のパワーの放散と、意図されたより遥かに高いクライオジェンガス温度とを引き起こす。これは、過剰なクエンチ頻度と多数のクライオスタット作り直しという結果を招くことが知られている。これを補償するために従来から、高安定性の外側コイルが設けられている。
【０００８】
図１に戻ると、冷凍機１７と冷凍機タレット１８は通常、両者とも接地される。磁石１０からの負の帰還電流の少なくとも一部は、クライオスタットの本体と冷凍機タレットと冷凍機とを経由して接地に戻る。これは、典型的にはほぼ数１００アンペアのこのような電流がクライオスタットと冷凍機とのオーム加熱を引き起こすという点で不利であることが知られている。クライオスタットの設計に依存して、クライオジェン容器１２もまた、クライオジェン容器の材料に流れる電流によって加熱され得る。これは、クライオジェン容器の加熱を引き起こし、冷凍機の低下した効率、増大するクライオジェン消費量およびおそらく磁石のクエンチなどの問題を生じる。
【０００９】
本発明は、請求項に記載された方法と装置とを提供する。
【００１０】
本発明の上記の、および更なる目的と特徴と利点は、下記の付属図面と共に、単に例として与えられた下記の実施形態の考察から、より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】超電導磁石を収容するクライオスタットにおけるアクセスタレットと冷凍機タレットと電流リードからなる従来の装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるタレットサブアセンブリの斜視図である。
【図３】クライオジェン容器に取り付けるときの図２に示されたようなタレットサブアセンブリの斜視図である。
【図４】固定された電流リードクライオスタットにおける柔軟な電流リードの従来の装置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による固定された電流リードクライオスタットにおける柔軟な電流リードの装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
従来、アクセスタレット１９と冷凍機タレット１８は、それぞれのタレットをクライオジェン容器に組み立てるために、クライオジェン容器１２における２つのポート（孔）とある幾つかの厄介な溶接および組立て作業とを必要とする２つの別々のエンティティである。
【００１３】
本発明は、アクセスタレットと冷凍機タレットと磁石への電気的接続のための手段とを収容するタレットサブアセンブリを提供する。本タレットサブアセンブリは、クライオジェン容器に単一ユニットとして組み立てられる前に構築され、試験され得る。これは、本発明の特徴である単純で強固な構築手順を与える。
【００１４】
クライオジェン容器への組立て前にタレットサブアセンブリを試験することによって、観察された欠陥は矯正され、欠陥の場合のクライオジェン容器の損傷または廃棄を回避することができる。タレットサブアセンブリは、クライオジェン容器への組立て前にオフラインで漏洩試験され、矯正がより困難で高価である場合のクライオジェン容器の障害の危険を減らすことができる。薄肉の構成要素を溶接するなどの、以前は困難であった組立て作業の多くは、タレットサブアセンブリをクライオジェン容器に取り付けるために残っている比較的単純なプロセスによってタレットサブアセンブリの製造時に実行される。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態によるタレットサブアセンブリ２４を示す。本発明の１つの特徴は、クライオジェン容器１２への接続のために、アクセスタレット３２と冷凍機タレット３４と電流リード３６とをタレットサブアセンブリに接合する接続ボックス３０である。電流リード３６は、柔軟なベロー３６ａが前述の負の帰還電流を搬送しないことを保証する。種々の構成要素をそれぞれの正しい相対位置に保持するために、またクライオジェン容器１２と輻射シールド１６とＯＶＣ１４とへの取り付けのための機械的インタフェースを与えるために種々の取り付けフランジ３８が設けられる。
【００１６】
このようにして接続ボックス３０は、アクセスタレット３２と冷凍機タレット３４とクライオジェン容器１２との間の共通インタフェースとして機能する。図３は、クライオジェン容器１２に組み立てられた図２に示されたようなアセンブリを示す。接続ボックス３０は、そのカバーが外され、接続ボックスの内部は目に見えている。
【００１７】
図２のタレットサブアセンブリ２４は、接続ボックス３０内のクライオジェン蒸気を再凝縮させるための再凝縮冷凍機を収容するために配置された冷凍機タレット３４を示す。
これは、再凝縮冷凍機の動作に影響を与えることなく、接続ボックス３０が動作時に液体クライオジェンで部分的に満たされることを可能にする。これは、効果的な局所的冷却を与え、アクセスタレット３２と冷凍機タレット３４との材料を経由してクライオジェン容器に伝導される高温ガスまたは熱の浸透を減少させる。
【００１８】
本発明の特定の利点は、接続ボックス３０内の電気接続部の配置から生じる。従来の固定された電流リード（ＦＣＬ）の設計と同様に、磁石からの柔軟な電流リードは、アクセスタレット３２と補助通気口４０との固定電流リードに終端されなくてはならない。図２に示されるように、補助通気口４０の一部は、好適にはアクセスタレット３２を通る正の電流リードとして機能する。負の電気接続は、従来のようにクライオジェン容器の本体を通して行われ得る。
【００１９】
本発明の好適な特徴によれば、柔軟な電流リードは補助通気口４０と接続ボックス３０の内部のアクセスタレット３２とに接合される。これは、ボルト止め、半田付け、溶接、蝋付けなどの任意の通常の手段によって行われ得る。
【００２０】
柔軟な電流リードと補助通気口４０とアクセスタレット３２との間の電気接続部の抵抗性によって引き起こされる如何なる熱も接続ボックス３０内で発生する。この熱は、冷凍機に伝導されるか、またはアクセスタレット３２または補助通気口４０を経由して逃げるクライオジェンガスによって引き取られるか、あるいは接続ボックス３０を部分的に満たす液体クライオジェンの蒸発の潜熱に吸収される。このような熱がクライオジェン容器に到達して、容器内のクライオジェンガスを加熱することはほとんどない。
【００２１】
負の電流経路はクライオスタットの材料を経由するので、負の帰還電流の大部分は冷凍機タレット３４とアクセスタレット３２との材料を通る。接続ボックス３０内の負の電流リード終端と冷凍機タレット３４とが近接していることが、クライオジェン容器を通る電流を最小にし、図１に示されたような従来の装置と比較して、クライオジェン容器に対する加熱効果を低減する。これは、プレート４２と接続ボックス３０に比較的厚い材料を使用することによって改善され得る。
【００２２】
動作時に接続ボックス３０は好適には液化クライオジェンで部分的に満たされ、そのことにより負のリード終端をカバーし、それによってクライオジェン容器内のクライオジェンガスへの加熱源としての負のリード接続部を除去することができる。
【００２３】
図１に示されるような従来の装置は、アクセスタレットから磁石に電流を伝達するために比較的長い柔軟な電流リード２１、２１ａを必要とした。このような問題は、柔軟なリードが通常、磁石に取り付けられるクライオジェン容器の下方部分のより近くに、アクセスタレット３２への電流リードのためのアクセスが設けられるので、本発明によって解消される。このようなリードの最終位置は従来設計では規制されておらず、またこのリードは磁石コイルに接触する可能性があり、全体として磁石システムの信頼性を低下させる恐れがある。
【００２４】
本発明の装置は、クライオジェン容器内における温暖ガスの発生を最小にし、再凝縮マージンの改善による磁石ワイヤコストの大きな潜在的削減、すなわち再凝縮冷凍機の必要パワーの削減と全体としてのクライオスタットの組立ての容易さとを可能にする。ランピング時の改善された熱環境は、クライオスタット内の加熱されたガスによって引き起こされる不安定さを補償するために従来から設けられている、公知の高安定性外側コイルの必要性をなくし得る。換言するとこれは、外側コイルのための超電導ワイヤのコストにおいて１磁石アセンブリ当たり約ＧＢ£１０００（ＵＳ＄２０００）のコスト削減を可能にするために決定されてきた。
【００２５】
典型的には図２に示された複数の構成要素は、ＴＩＧ溶接などによって互いに溶接される。半田付け、蝋付けまたは接着接合などの代替の組立て技術は、各接合部の適切な機械的強度と電気的および熱的伝導性とを保証するために相当な注意を払えば適切に使用することができる。
【００２６】
本発明の一態様によれば、アクセスタレット３２および冷凍機タレット３４などの薄肉の構成要素に対するすべての溶接は、従来のようにクライオスタットの最終組立て時よりもむしろタレットサブアセンブリの構築時に実行され得る。このような薄肉溶接は、クライオスタットへの組立て時の構成要素へのアクセスの困難さと、完成したクライオジェン容器上の欠陥溶接のひどい結果とにしばしば起因して、これまで幾つもの問題を引き起こしてきた。
【００２７】
アクセスタレット３２と冷凍機タレット３４とを単一のタレットサブアセンブリに結合することによって、本発明は少なくとも、クライオジェン容器への組立て時に薄肉の構成要素の溶接が必要とされないという点で、より強固な製造工程を可能にする。アクセスタレットと冷凍機タレットとをタレットサブアセンブリに結合することにより、溶接および組立て作業のための薄肉構成要素へのより良いアクセスを与える。これは、欠陥溶接の可能性が減少することと、このような欠陥溶接の結果が従来の製造工程におけるほどひどくはなく、クライオジェン容器への損傷なしにタレットサブアセンブリだけを再加工すればよい、こととを意味する。
【００２８】
アクセスタレットと冷凍機タレットとの近接した結合は、多数の他の利点を有する。図２と図３に示されるように、アクセスタレット３２の材料との熱的接続部４６と、熱シールドの材料との熱的接続部４７とに冷凍機タレットの第１のステージ４４をリンクする熱伝導性プレート４２が設けられる。プレート４２は、典型的には従来設計の類似の構造を有するケースのように、クライオジェン容器の壁と同じ構造である必要がないので、比較的厚く作られ得る。更にアクセスタレット３２と冷凍機タレット３４は、互いに比較的近接しているので、冷凍機タレットの第１のステージ４４とアクセスタレットとの間に効果的な熱伝導が与えられ得る。プレート４２は、完成したシステムにおいて熱輻射シールド１６の一部を形成し得る。それによってアクセスタレット３２の冷却は最大化され、使用時に外側真空チャンバからクライオジェン容器に向って移動する熱を、クライオジェン容器に到達する前に除去する。これは、クライオジェン容器への熱負荷を、従来のアクセスタレットを使用して経験される熱負荷より低く減少させる。
【００２９】
当業者に周知であるように、アクセスタレット３２および冷凍機タレット３４などのタレット構成要素は、クライオジェン容器への熱流入のための経路である。したがってこのようなタレット構成要素は、比較的高温の構成要素である。接続ボックス３０を備える本発明のタレットサブアセンブリ２４の使用は、比較的高温のタレット構成要素をクライオジェン容器から分離するように機能する。これは、タレット構成要素の材料を通る熱流によるクライオジェン容器内のクライオジェンガスの加熱という公知の問題の重要な部分を解消する。
これは好都合にも、同等の冷却がより強力でない冷凍機によって達成され得るので、より安価な磁石設計を可能にする。クライオジェン容器内のクライオジェンガスの減少した加熱もクエンチの可能性を低下させる。
（クライオジェン容器への最終組立て）
【００３０】
本発明によって与えられる重要な利点は、特にアクセスタレット３２と冷凍機タレット３４とを備えるタレットサブアセンブリ２４をクライオジェン容器１２に接合するときの改良された組立て方法に在る。図３に示されるように、接続ボックス３０は、好適にはクライオジェン容器１２の壁の単に１つのポート（孔）５０をカバーするために十分な寸法を有する。
接続ボックス３０は、クライオジェン容器１２の壁の対応するポート５０に少なくともある程度位置合わせされた１つの壁５４に孔５２を有する。接続ボックス３０は好適には、クライオジェン容器内のポート５０に位置合わせされた壁５４の反対側５６に少なくとも実質的に開放されている。この開放されている側５６は、接続ボックス３０の内部とクライオジェン容器内のポート５０への容易なアクセスを可能にする。
【００３１】
図３に示されるようにタレットサブアセンブリは、クライオジェン容器１２のポート５０に位置合わせされた孔５２をもってクライオジェン容器に設けられる。フランジ３８は、タレットサブアセンブリを適所にしっかり保持するようにＯＶＣに溶接され得る。ＯＶＣへのフランジ３８の固定は、タレットサブアセンブリに対する外的な機械的支持を与える。１６で示されるような熱シールドは、冷凍機ステージ４４および／または熱接続部４６に熱伝導性編組線によって接続され得る。
【００３２】
必要であればこのとき、補助通気口４０の下端部に延長部４０ａが溶接され得るか、その他の方法で取り付けられ得る。この延長部４０ａは、下記により詳細に説明されるように電気的機能を実行する。次に接続ボックス３０の本体がクライオジェン容器に溶接される。これは、孔５２がクライオジェン容器のポート５０より大きい場合に、接続ボックスの壁５４の孔５２の内部の周りに溶接することによって達成され得る。代替として、または更に、接続ボックス３０の外周５８は、クライオジェン容器に溶接され得る。フランジ３８と接続ボックス３０は好適には、この最終組立て段階のときに薄肉構成要素への溶接が必要とされないように、冷凍機タレット３４とアクセスタレット３２のために使用されるより厚い材料から構成される。接続ボックスの取り付けを完了するために、カバー４８が接続ボックス３０の開放側５６に溶接されて、接続ボックスを密閉する。接続ボックスの内側ボリュームは、クライオジェン容器の内部に露出されるが、他のすべての方向では密閉される。動作時に接続ボックスは効果的に、クライオジェン容器１２の一部を形成する。
【００３３】
このようにして最終組立ては、薄肉のアクセスタレット３２と冷凍機タレット３４とが、別々に困難な溶接作業でクライオジェン容器のポートに溶接される従来装置におけるより、遥かに簡単に行われる。対照的に本発明は、接続ボックスを通して、および／または接続ボックスの周りに容易にアクセス可能である比較的厚肉の構成要素の一回の溶接作業を必要とするだけである。
【００３４】
最終組立てにおいて補助通気口を有するアクセスタレットと冷凍機タレットの両者は、最上部に配置されるよりむしろクライオスタットの側面の方に配置される。これは、システムの全体的高さが低くされることを可能にし、冷凍機とアクセスタレットとへのアクセスが簡単化されて、保守サービス作業をより単純にする。以下に説明されるように本発明はまた、磁石との電気的接続部の配置と電気的接続部へのアクセスとにおいて利点を提供する。
【００３５】
本発明によって提供される利点は下記を含む。
【００３６】
タレットおよび電気接続部などの比較的高温の構成要素は、クライオジェンガスを逃がす経路でクライオジェン容器から遠く離れて配置され、それによってクライオジェン容器への熱の流入を減らしている。
【００３７】
アクセスタレットと冷凍機タレットの近接した熱連結は、アクセスタレットの冷却を改善し、必要とされる冷凍機からの冷却パワーを少なくし、それによって再凝縮マージンを改善している。
【００３８】
柔軟なリードの電気的終端点は、溶接またはボルト止めされることが可能であって、接合部の信頼性を向上させ、接合部の抵抗を減らし、システム内での熱の発生を減らしている。
【００３９】
柔軟な電流リード終端部をクライオジェン容器の底部に、より近く配置することによって、規制されない柔軟な電流リードの短縮された長さがクライオジェン容器内に存在する。
【００４０】
接続ボックスを部分的に満たすようにすることによって、アクセスタレットとアクセスチューブとに対する柔軟な電流リードの電気接続部は、液体クライオジェンによって接触冷却され得る。
【００４１】
アクセスタレットと冷凍機タレットとを結合することは、クライオジェン容器を通る電流を減らす。
【００４２】
従来は、負の接地点は冷凍機タレット１８上に配置され、冷凍機自体は冷凍機タレットにプラグインされ、それによって接地されるので、電流はＯＶＣ、冷凍機および冷凍機タレットのすべての部分を通って流れる。
【００４３】
この最終組立てプロセスは、タレットサブアセンブリが事前に試験され、クライオジェン容器へのタレットサブアセンブリの最終組立てが単純な溶接作業であるので、既存の設計よりリスクが少なく、より繰り返し可能であり、より少ない時間を必要とする。別々の冷凍機タレットとアクセスタレットとを有する従来の装置において必要とされた２つのポートとは反対に、このクライオジェン容器では１つのポートだけが密閉されればよい。
【００４４】
クライオスタットの側面へのアクセスタレットと冷凍機タレット両者の配置換えは、より容易な保守サービスのためにこれらの構成要素へのアクセスを改善している。このような装置はまた、より単純でより小さな外観のカバーを可能にし、最終システムの美的外観を改善し、そしてシステムをより小さく見せることによってシステムに対する患者の不安を軽減する。
【００４５】
（電気接続部）
固定された電流リード（ＦＣＬ）設計に関して、磁石からアクセスタレットの基部に磁石電流リードを延ばす要件が存在する。クライオスタットは、負の端子として機能する。従来、柔軟な電流リード２１、２１ａは、例えば図４に示されるように、磁石の基部から延びて、通気管２０と補助通気口４０の基部にボルト止めされる。
【００４６】
図４は、電流リードをクライオスタット内の超電導磁石に接続するための従来の装置を示す。従来、補助通気口４０の少なくとも一部は、アクセスタレット１９および通気管２０を通る正の電流リードとして機能する。柔軟な正の電流リード２１は、典型的には補助通気口４０の基部にボルト止めまたは半田付けされる。柔軟な負の電流リード２１ａは、典型的には通気管２０の基部にボルト止めまたは半田付けされる。
【００４７】
図４に示される従来の柔軟なリード終端装置の欠点は、ボルト止めまたは半田付けされた接合部の接触抵抗が、ランピング時の通気管２０の基部におけるジュール加熱と熱の放散とを引き起こし、これがクライオジェン容器１２内における伝導と対流によりクライオジェンガスの温度を上昇させることである。柔軟な電流リード２１、２１ａは、通気管２０の比較的高い温度（ヘリウムシステムの場合、その基部において最高９０Ｋ）をクライオジェン容器に伝導する。これらの効果は、最終的にクエンチの原因となる可能性がある。これを補償するために従来から高安定外側コイルが必要とされている。
【００４８】
本発明の一態様は、ランピング時のクライオジェン容器への熱入力を最小にし、動作時のクエンチの可能性を低減し、組立て時の誤りの危険を減らすために、補助通気口４０と電流リード６２，６４の機能を組み合わせる装置を提供する。
【００４９】
この態様を示す本発明の一実施形態は、図５に略図的に示されている。磁石からの正の柔軟な電流リード６２は、クライオジェン容器１２内における磁石の組立て時に、好適には高純度金属でできていて銅管であり得る補助通気口延長部４０ａの端部に導電的に、半田付け、ボルト止め、蝋付け、または他の仕方で取り付けられる。この補助通気口延長部４０ａは後に、構築の最終段階のときにタレットサブアセンブリがクライオジェン容器に設けられるとき、本発明のタレットサブアセンブリの補助通気口４０に導電的に溶接、半田付け、ボルト止め、蝋付け、あるいは他の仕方で取り付けられる（４０ｂ）。この導電性接合部４０ｂは、補助通気口延長部４０ａを補助通気口４０に接続し、それによって補助通気口延長部４０ａは補助通気口４０と一体になる。図示の実施形態では、アクセスタレット３２内に配置されている補助通気口４０自身とは異なり、補助通気口延長部４０ａはクライオジェン容器１２内に延びる。補助通気口延長部４０ａの材料の大きな表面積と高い純度は、その電気抵抗を最小にするように、したがってまた電流ランピング時のクライオジェン容器内における熱の発生を最小にするように組み合わされる。接触抵抗は、柔軟なリード６２と補助通気口延長部４０ａとの接続が、必要な構成要素への十分なアクセスによって行われ得るので、既存の設計のものより変化し難い。本発明者等は、この装置がクライオジェン容器内のクライオジェンガス温度を低下させて、より安価および／またはより安定な磁石設計ソリューションを可能にすることを示している。
【００５０】
従来の装置とは更に対照的に、負のリード接続点６６は、クライオジェン容器１２の内部から離れるように移動させられている。むしろ負のリード接続点６６は、アクセスタレット３２と補助通気口４０の上方へのクライオジェンガスの流れに曝される。負のリード６４は、図５に示されるようにアクセスタレット３２に接続され得る、あるいは接続ボックス３０の壁に取り付けられ得る。クライオジェンガスの流れは、ランピング時に抵抗性の負のリード終端６６を流れる電流によって生成された如何なる熱もクライオジェン容器１２から離れるように搬送する。如何なる加熱されたクライオジェンガスも、アクセスタレット３２または補助通気口４０を経由して放出されて、クライオジェン容器１２には入らない。更に接続ボックス３０の壁は、接続ボックスが比較的小さくて平面状のパネルから容易に製造されるので、クライオジェン容器の壁より著しく厚く作られ得る。したがって電流を搬送するためにより大きな材料断面が利用可能であり、これがクライオジェン容器の抵抗加熱を防止し、ランピング時に発生する熱の量を減らす。
【００５１】
本発明の接続ボックス３０構成を有するタレットサブアセンブリ２４は、一度タレットサブアセンブリ２４がクライオスタットに取り付けられたときに、補助通気口４０に補助通気口延長部４０ａを接合する接合部４０ｂの溶接またはその他の接続と、関連接続点６６における負の電流リードのボルト止めとを可能にする。正および負の電流リード両者に関する接触抵抗は、従来の半田付け設計よりも変化し難い。
【００５２】
クライオジェン容器１２から逃げるクライオジェンガスは、補助通気口４０およびその延長部４０ａを通って、またこれらの周りを通過して、補助通気口とその延長部を流れる電流によって生成された如何なる熱でもこの熱を効率的に冷却し、除去する。
【００５３】
代替の装置では負のリード接続点は、磁石形成体とクライオジェン容器の内面との境界面に設けられるか、あるいはクライオジェン容器の内面への短い柔軟なリードを与えられる。クライオジェン容器が中空円筒形であるソレノイドタイプの装置では、負のリード接続点は、クライオジェン容器内腔の内面に設けられ得る。このような実施形態は、クライオジェンガスの直接的加熱なしに、電流がクライオジェン容器の材料とクライオスタットとを通って流れるという点で有利である。負のリード接続点は、液体クライオジェンとの直接接触によって冷却されるように配置され得る。ランピング時のコイルの熱環境のこのような改善は、最小のクライオジェン・インベントリ（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）システムが考えられるときに益々重要になる。このような装置の二次的な効果は、タレットとクライオジェン容器の境界面において空間が限界的である場合、負のリード接続がこの位置に確立される必要がないのでアクセスタレットの組立てが単純化されるということである。このような接続装置は、上記の補助通気口を使用する正の接続装置とは独立に、また本発明のタレットサブアセンブリとは独立に使用され得る。
【００５４】
本発明のこの態様はこのようにして、固定された電流リード・アクセスタレット装置における補助通気口および電流リード組立てのための新規な装置を提供する。この新規な装置は、クライオジェン容器における温暖ガスの発生を最小にし、各構成要素の機能を組合せて、コストと複雑さとを減らす。より単純な製造プロセスが可能となる。
【００５５】
本発明は、低コストの固定された電流リード（ＦＣＬ）タレット設計を可能にし、また同様に、性能が更に予測可能であって製造時の作り直しを必要とする可能性が小さい、より安価な磁石の設計を可能にする。
【００５６】
本発明は幾つかの実施形態を特に参照しながら説明されてきたが、説明された実施形態の多くの変形版が可能であって、請求項に記載の本発明の範囲内に入ることは当業者にとって明らかである。
【００５７】
特定の参照はヘリウムクライオジェンに対して行われてきたが、如何なる適当なクライオジェンも使用され得ることは明らかである。「正」および「負」の電流リード、終端などへの言及は、当分野における共通の実施を反映する単なる便宜上のラベルとして使用されている。正および負の電気接続が本発明の範囲から逸脱せずに逆にされ得ることは無論である。必要であれば、本発明の範囲から逸脱せずに、説明された電流リード、終端部などに交流電圧および電流が印加され得る。