(57)【要約】【課題】  本発明は、クライオスタットにおける真空から独立した、ネックチューブ組立体の一部である真空容器内にある磁気シールドを提供することを目的とする。【解決手段】  磁気シールドは、真空容器、低温蓄冷器内の磁性材料及び磁気シールドを含む蓄冷型エクスパンダ内の自身の真空容器内に搭載され、磁気シールドは、磁性材料を囲繞する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器、低温蓄冷器における磁性材料、及び、磁気シールドを含む蓄冷型エクスパンダであって、
前記磁気シールドが、前記真空容器内に配置されると共に、前記磁性材料を囲繞する、蓄冷型エクスパンダ。
【請求項２】
前記真空容器が、管状の穴を有する、請求項1に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項３】
前記磁性材料が、前記管状の穴内に配置される、請求項２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項４】
前記磁気シールドが、当該蓄冷型エクスパンダの低温蓄冷器スリーブ内の取り外し可能なインサートである、請求項３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項５】
前記磁気シールドが、当該蓄冷型エクスパンダの低温蓄冷器スリーブ内に固定される、請求項３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項６】
前記磁気シールドが、低温蓄冷器を含むスリーブの外部にある、請求項２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項７】
ＧＭ，ＧＭタイプパルスチューブ、スターリン及びスターリンタイプパルスチューブのいずれか１つである請求項１に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項８】
ＧＭ及びＧＭタイプパルスチューブのいずれか１つである請求項７に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項９】
前記磁気シールドが、８０Ｋよりも低温である熱ステーションにより冷却される、請求項１に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１０】
前記磁気シールドが、低温蓄冷器を囲繞し、前記真空容器が、当該蓄冷型エクスパンダの低温段を囲繞する、請求項１に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１１】
クライオスタット内の真空空間、及び、ヘリウム、水素及びネオンの１つを含むクライオスタット内のネックチューブの何れか一方に搭載される請求項１に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１２】
ＭＲＩクライオスタットのネックチューブに搭載され、ヘリウム、水素及びネオンの１つにより囲繞される請求項１に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１３】
前記真空容器が、管状の穴を有する、請求項1２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１４】
前記磁性材料が、前記管状の穴内に配置される、請求項１３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１５】
前記磁気シールドが、当該蓄冷型エクスパンダの低温蓄冷器スリーブ内の取り外し可能なインサートである、請求項１３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１６】
前記磁気シールドが、当該蓄冷型エクスパンダの低温蓄冷器スリーブ内に固定される、請求項１３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１７】
前記磁気シールドが、低温蓄冷器を含むスリーブの外部にある、請求項１３に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１８】
ＧＭ，ＧＭタイプパルスチューブ、スターリン及びスターリンタイプパルスチューブのいずれか１つである請求項１２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項１９】
ＧＭ及びＧＭタイプパルスチューブのいずれか１つである請求項１２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項２０】
前記磁気シールドが、８０Ｋよりも低温である熱ステーションにより冷却される、請求項１２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【請求項２１】
前記磁気シールドが、低温蓄冷器を囲繞し、前記真空容器が、当該蓄冷型エクスパンダの低温段を囲繞する、請求項１２に記載の蓄冷型エクスパンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＭＲＩクライオスタット内で動作するギフォード・マクマホン（ＧＭ）冷凍機、ＧＭタイプのパルスチューブ冷凍機、及び、スターリングタイプのパルスチューブ冷凍機は、エクスパンダの低温側端部と磁石との間の直接的な接続を介した伝導により、若しくは、冷凍機がＭＲＩ磁石を冷却しているヘリウムを再凝縮させる場所であるＭＲＩクライオスタットのヘリウムが充填されたネックチューブにおいて動作することにより、超伝導磁石を冷却するのに用いられる。Ｎａｇａｏの特許文献１に記載されるような、従来タイプのＧＭエクスパンダ、及び、Ｇａｏの特許文献２に記載されるようなタイプのパルスチューブの双方は、４Ｋでの冷却を提供すべく、蓄冷器の低温側端部で希土類材料を用いる。
【０００２】
希土類材料は、ＭＲＩ磁石の穴（ボア）内の磁場と反応する磁気特性を有し、イメージング信号に重畳されるノイズを生む。この問題は、従来的なＧＭ冷凍機に関して、１９８８年１１月１３日に出願されたＮａｇａｏによる特許文献３に記載されており、ここでは、希土類材料は、往復動する２段目ディスプレーサ内に含まれている。この特許文献３は、希土類材料によりＭＲＩ信号にノイズが導入されるのを防止する磁気シードの幾つかの異なる設計を開示する。エクスパンダは、ＭＲＩクライオスタット内の真空で動作するように記載されている。従って、磁気シールドは、エクスパンダの熱ステーションに取り付けられ、シールドとエクスパンダのシリンダとの間の熱伝導無しに一定温度まで冷却されることができる。
【０００３】
超伝導シールドを構築する手段が、１９６８年４月２１日に出願されたＢｏｇｎｅｒによる特許文献４、及び、１９８７年１１月２９日に出願されたSajiによる特許文献５に記載されている。より最近では、８０Ｋの範囲の温度で動作するような高温超伝導（ＨＴＳ）が開発されている。従前のシールドは、４Ｋ付近の動作温度に対して設計されていたが、いまでは、ＨＴＳ材料からシールドを構成し、シールドを２段ＧＭタイプ冷凍機の１段目にて冷却することが可能である。
【０００４】
１９９７年１１月３０日に発行されたＥｃｋｅｌｓによる特許文献６は、ヘリウムガスにより囲繞されるＭＲＩクライオスタットのネックチューブ内に配置される従来の２段４ＫＧＭエクスパンダを開示する。エクスパンダは、ネックチューブ内にはめ込み、磁石を暖めることなく、整備のために容易に除去することができる。それは、約４０Ｋで熱シールドに接続されるネックチューブ内の１段目熱ステーションと熱接触し、ヘリウム蓄冷器及び磁気シールドに接続される２段目４Ｋ熱ステーションと熱接触する。
【０００５】
磁気シールドは、エクスパンダシリンダ及びネックチューブから熱的に絶縁されるように、ネックチューブの真空側に配置される。熱伝導性ストリップは、組立体を４Ｋ付近に維持するために超伝導シールド材料が積層される。
【０００６】
４Ｋで動作する２段ＧＭタイプパルスチューブは、希土類材料を含む低温蓄冷器が固定されていることから、従来の２段ＧＭエクスパンダよりもＭＲＩ信号に非常に少ないノイズしか導入しない。しかし、ノイズは、依然として、パルスチューブの圧力サイクルからの小さな動きに起因して、又は、蓄冷器材料の熱サイクルに起因して、導入され続ける。
【０００７】
最も従来的なエクスパンダは、ディスプレーサ本体に蓄冷器が封入され、従って、ディスプレーサと共に往復動する。この構成は、単一の段付きシリンダを備えるコンパクトな設計に提供する。ＭＲＩクライオスタットのネックチューブに搭載されるとき、ネックチューブ内のヘリウムガスは、ネックチューブとエクスパンダシリンダの間の対流により熱を移送する。熱損失は、略鉛直の向きにネックチューブを搭載することにより最小化される。エクスパンダシリンダ及びネックチューブは、略同一の温度勾配を有する。
【０００８】
パルスチューブエクスパンダは、典型的には、パルスチューブから僅かに離間され且つそれらに平行な管内に蓄冷器を有する。ヘリウムガスにより囲繞されたＭＲＩネックチューブ内に搭載されるとき、蓄冷器及びパルスチューブ間の温度差は、ネックチューブとの熱交換に起因した熱損失に加えて、それらの間に対流的な熱損失を生む。
【０００９】
ここでの参照により本願明細書にその内容が組み込まれる２００５年２月４日に出願された特許文献７は、ヘリウムが充填されたネックチューブにおける対流に起因した熱損失を最小化する手段を開示する。ネックチューブ内における上記の特許文献３に記載のような磁気シールドの追加は、現実的ではない。これは、低温度超伝導材料を用いるシールドは、４Ｋ付近に維持される必要があり、従って、対流損失が過大になるであろう、という理由からである。磁気シールドが、上記の特許文献６に記載される如く、ネックチューブの外側の真空内に配置される場合、それは、大きくなり高価となる。
【００１０】
スターリングタイプのパルスチューブは、最近では、蓄冷器内に磁性材料を備えて構築されており、４Ｋに達している。これは、その比較的高い動作速度により達成が困難であった。
【００１１】
先行技術では、磁気シールドは、シリンダの外側に取り付けられ、これにより、大きなサイズのシールドが必要とされている。典型的には、シールドは、超伝導材料により製造されるが、これは、特に、２段熱ステーションがＧＭ冷凍機の同ステーションよりも非常に大きいパルスチューブ冷凍機においては高価である。
【背景技術】
【００１２】
従来から、知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５，４４７，０３３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２５６，９９８号明細書
【特許文献３】特許第２６００８６９号
【特許文献４】米国特許第３，３３１，０４１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，８０３，４５２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７０１，７４４号明細書
【特許文献７】発明の名称が“Ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｇｅ Ｐｕｌｓｅ  Ｔｕｂｅ  ｗｉｔｈ  Ｍａｔｃｈｅｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅｓ”である米国特許出願番号６０／６５０，２８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
それ故に、本発明は、エクスパンダ内の磁性材料からＭＲＩ装置を効果的にシールドする磁気シールドを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明は、クライオスタット内の真空から独立した、エクスパンダ組立体の一部である真空容器内にある磁気シールドを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、熱損失を最小化しつつ、エクスパンダ内の磁性材料からＭＲＩ装置を効果的にシールドする磁気シールドを提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、スターリング冷凍機及びスターリングタイプのパルスチューブを用いて使用できる磁気シールドを提供することを目的とする。
【００１７】
更に、本発明は、固定され若しくは容易な作業で取り外し可能となる磁気シールドにより磁性材料が囲繞される蓄冷型エクスパンダを提供することを目的とする。
【００１８】
これらの目的は、続く説明から明らかとなるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の主要な特徴は、磁気シールドがそれ自身の真空容器内に搭載されることである。かかる搭載がなされるとき、それは、パルスチューブ、ＧＭ若しくは他の蓄冷型エクスパンダにおける低温蓄冷器材料を囲繞することができ、容器は、エクスパンダまわりの空間内若しくはエクスパンダ内のヘリウムガスに接触することができる。
【００２０】
磁気シールドを備えるパルスチューブ若しくはＧＭエクスパンダは、多様な用途のいずれでも約４Ｋまで超伝導ＭＲＩを冷却するために用いられることができる。磁気シールドを備えるパルスチューブ若しくはＧＭエクスパンダの主要な用途は、約４Ｋまで超伝導ＭＲＩを冷却することである。本発明によるエクスパンダは、ＭＲＩクライオスタット真空空間内、若しくはクライオスタット内のヘリウムが充填されたネックチューブ内のいずれにも搭載することができる。
【００２１】
ＭＲＩクライオスタットのヘリウムが充填されたネックチューブ内の多段４Ｋパルスチューブエクスパンダの対流熱損失は、磁気シールドを含む真空容器により最小化される。シールドを備える真空容器は、エクスパンダ組立体の一部であり、整備されるときにエクスパンダと共に取り外される。シールド内に使用される超伝導材料の種類に依存して、それは、エクスパンダの１段目若しくは２段目の何れによっても冷却されることができる。
【００２２】
シールドは、管状形状であり、蓄冷型エクスパンダ内の磁気蓄冷器材料を囲繞する。本発明によるエクスパンダは、ＭＲＩクライオスタットのネックチューブ内若しくはクライオスタットの真空空間内の何れにも搭載することができる。ネックチューブ内に搭載されるとき、それは、ヘリウムのようなガスにより囲繞されてよい。パルスチューブエクスパンダの場合、蓄冷器、磁気シールド、パルスチューブ及びネックチューブ間の熱損失は、シールドを含む真空容器により最小化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図面において、同様の部材には同様の参照符号が付されている。
【００２４】
本発明は、４Ｋパルスチューブ又はＧＭエクスパンダ若しくは他のタイプのエクスパンダの低温側端部における磁性材料まわりに磁気シールドを配置する手段を提供する。本発明の磁気シールドは、冷凍機技術に進展がある場合にはスターリング冷凍機及びスターリングタイプの冷凍機のエクスパンダと共に使用することができる。一般的に、本発明は、蓄冷型クーラーの如何なるタイプにも使用することができる。
【００２５】
これは、エクスパンダの一部である真空容器内に磁気シールドを配置することにより達成される。好ましい実施例では、管状の真空容器は、パルスチューブの場合、低温蓄冷器スリーブ内に配置され、ＧＭエクスパンダの場合、冷温シリンダ内に配置される。パルスチューブに対しては、磁気蓄冷器材料は、真空容器の穴（ボア）内に封入される一方、ＧＭエクスパンダに対しては、磁気蓄冷器材料を内部に有する低温ディスプレーサが、真空容器の穴内を往復動する。
【００２６】
パルスチューブエクスパンダは、典型的には、パルスチューブの上部が高温側端部と同期し、パルスチューブの底部が低温側端部と同期するように、略鉛直の向きに搭載される。２段エクスパンダが、本発明の原理を例示するために用いられるが、本発明は、磁性材料を含む如何なる段のエクスパンダにも適用可能である。かかる材料は、典型的には、３Ｋと４０Ｋの間で動作する低温蓄冷器内で使用されるだけである。次の例は、エクスパンダの２段目により冷却される磁気シールドを全て示しているが、磁気シールドは、ＨＴＳ材料により製造される場合、エクスパンダの１段目により冷却されてもよい。
【００２７】
図１は、管状の真空容器４０内に管状の磁気シールド３１を含む磁気シールドインサート７０の断面図である。磁気シールド３１は、熱ベース３２が磁気シールド３１の端部から外に熱を伝達する一端を除き、真空容器４０から熱的に絶縁されている。磁気シールド３１は、典型的には、熱ベース３２の温度、約４Ｋ付近に保たれるほど十分な熱伝導性のある材料により設計される一方、真空容器４０は、温度勾配を有し、上端で約４０Ｋの温度を有する。
【００２８】
図２は、低温蓄冷器スリーブ２３内部に磁気シールドインサート７０を備える２段パルスチューブエクスパンダ７１の概略図である。２段目の蓄冷器２４は、高温側端部で非磁性材料を、中央部でＩ型の磁性材料２７を、低温側端部でＩＩ型の磁性材料２８を有し、これらのすべては、磁気シールドインサート７０の穴内に封入される。
【００２９】
２段パルスチューブエクスパンダ組立体７１は、1段目パルスチューブ１０、１段目蓄冷器１４、（高温型端部２０ａ及び低温側端部２０ｂを有するように示された）２段目パルスチューブ２０、２段目蓄冷器２４、高温側フランジ４、高温側フロースムーザー１１，２１、低温側フロースムーザー１２，２２、１段目熱ステーション１５、２段目熱ステーション２５、及び、バルブ／オリフィス／バッファ組立体５を含む。これらの要素及びパルスチューブの動作の詳細な説明は、ここでの参照により本願明細書にその内容が組み込まれる米国特許第６，２５６，９９８号において見出すことができる。管６は、コンプレッサ（図示せず）から高圧のヘリウムを５内のバルブに搬送し、管７は、低圧のヘリウムをコンプレッサに戻す。
【００３０】
１段目蓄冷器１４は、典型的には、取り外し可能なスリーブ内に封入される。熱ステーション１５は、蓄冷器２４を内部に備えるシールドインサート７０がパルスチューブの高温側端部から装着されることを可能とする取り外し可能なフロー分配器１６を有する。ガスは、インサート７０の外側と蓄冷器スリーブ２３との間を流れるのをシール２９により防止される。インサート７０の低温側端部が熱ステーション２５と熱接触するような設計である。軸方向の伝導損失を最小化するため、パルスチューブ１０，２０、及び、蓄冷器１４，２４に対するシェルを、薄壁のＳＳ管で構成するのが一般的である。
【００３１】
図３は、低温蓄冷器スリーブ２３が真空容器の外壁である管状の真空容器４１内に磁気シールド３１を備えた２段パルスチューブエクスパンダ７２を示す。磁気シールド３１及び真空容器４１は、それ故に、パルスチューブの一体の部品である。容器４１の内部穴は、蓄冷器２４を含む。磁気シールドは、比較的高価である。エクスパンダ７１,７２の双方は、小型のシールドを有し、従って、従来的な設計よりも安価に製造される。
【００３２】
図４は、本発明の最も一般的な用途の概略図である。ヘリウムが充填されたネックチューブ６０を備えるＭＲＩクライオスタットが、内部に挿入された２段パルスチューブ７１と共に示されている。ＭＲＩクライオスタット組立体６０は、高温側ネックチューブ５１ａ、熱ステーション５８及び低温側ネックチューブ５１ｂからなるネックチューブにより内部容器５５に接続される外側のハウジング５０からなる。容器５５は、液体ヘリウム５６及び超伝導ＭＲＩ磁石５７を含む。それは、真空５３に囲繞される。典型的なＭＲＩクライオスタットは、パルスチューブエクスパンダ７１の１段目熱ステーション１５により５８を介して約４０Ｋまで冷却される放射シールド５４を有する。磁気シールドに対して一体的な真空容器を備えるパルスチューブ７２は、エクスパンダ７１に機能的に等価である。熱ステーション１５は、ネックチューブ熱ステーション５８と嵌合するように円錐形にされたものが示されている。径方向の“Ｏ”リング８は、パルスチューブ熱ステーション１５がネックチューブ熱ステーション５８に熱的に係合するまで、パルスチューブ７１がネックチューブ内に挿入されることを可能とする。
【００３３】
この構成は、パルスチューブエクスパンダ７１若しくは７２が、ＭＲＩクライオスタット組立体６０から整備のために容易に取り外すことを可能とする。ヘリウムガス５２は、エクスパンダ７１とＭＲＩクライオスタット組立体６０内のネックチューブとの間の空間を占める。動作時、上端として約２９０Ｋの室温から、下端の４Ｋまでの温度勾配がある。パルスチューブエクスパンダは、磁石クライオスタットにおけるシールドを冷却するために用いられる約４０Ｋで１段目熱ステーション１５を有し、４Ｋ付近で超伝導ＭＲＩ磁石を維持する２段目にてヘリウム再凝縮器２５を有する。
【００３４】
磁気蓄冷器材料が穴内に封入された磁気シールド３０まわりの真空容器４０若しくは４１は、ネックチューブ内のヘリウム５２の存在下で、蓄冷器スリーブ２３、パルスチューブ２０ｂ及びネックチューブ５１ｂ間に熱の絶縁を提供する。
【００３５】
２段目パルスチューブ２０は、熱ステーション１５と物理的に接触せずに示される。典型的には、２段目パルスが真空で動作するとき、熱的な接触がないという効果がある。本例では、ヘリウムがパルスチューブを囲繞するとき、それは効果が小さいが、それは設計者の選択肢である。ここでの参照により本願明細書にその内容が組み込まれる上記の特許文献７は、これらの設計問題を対処する選択肢の広範囲の議論を提供する。
【００３６】
図５は、磁気シールド３１を囲繞する真空空間４３を備える管状の真空容器４２を有する２段パルスチューブ組立体７３を示す。希土類材料を備える２段目蓄冷器２４は、真空容器４２の管状空間内にある。真空容器４２及びシールド３１は、２段目熱ステーション２５に取り付けられるが、１段目熱ステーション１５まで延在しない。ＭＲＩクライオスタット６０内のネックチューブに搭載されるとき、ヘリウムガスは、蓄冷器スリーブ２３と真空容器４２の間の管状空間に充填される。これは、双方の温度特性を同様にさせる傾向があるだろう。これに関連する熱損失は小さい。シールド３１を備えた真空容器４２をサブアセンブリとして製造するコストの節約は、小さな熱損失を埋め合わせる。
【００３７】
図６は、２段目パルスチューブ２０ｂの低温部も含む真空容器内に共にある低温蓄冷器まわりの管状の磁気シールドを備える２段パルスチューブ７４の概略図である。磁気シールド３１は、２段目熱ステーション２５に物理的且つ熱的に取り付けられる。真空容器４４は、２段目熱ステーション２５から１段目熱ステーション１５まで延在する。２段目パルスチューブ２０は、真空４３をスリーブ４４内に維持するため、熱ステーション１５に蝋付けされる。ヘリウムが充填されたネックチューブ内に搭載されるとき、クライオスタット６０内のネックチューブとスリーブ４４との間の管状空間を埋めるガスを介した伝導は、両管の温度特性を同様にさせることになる。対流に起因した熱損失は小さくなるであろう。容器４４内では対流損失が無くなる。
【００３８】
図７は、２段目シリンダ８４内のインサートとして図１の磁気シールド７０を備える２段ＧＭエクスパンダ８０の下側の断面の概略図である。１段目ディスプレーサ８１は、2段目ディスプレーサ本体８６に結合される。ディスプレーサ８１は、シリンダ８１内を往復動し、１段目熱ステーション８３から熱を受ける低温側端部で空間内に冷凍を生成する。蓄冷器材料２６，２７，２８は、真空容器７０の穴内を往復動するディスプレーサ本体８６内に封入される。冷凍は、低温側端部の空間内に生成され、熱は、熱ステーション８５から受ける。静的なシール２９は、ガスが、インサート７０の外壁とシリンダ８４の内壁の間をバイパスすることを防止する。ディスプレーサ本体８６上のシール８７は、ガスが低温蓄冷器を通るのを防止する。尚、ここでの参照により本願明細書にその内容が組み込まれる米国特許第５，４８１，８７９号に記載されるような、溝の付いたディスプレーサ本体は、シール８７の必要性を無くす。
【００３９】
図７は、取り外し可能なインサート７０の使用を説明したが、パルスチューブ７２に対して図３に示すような４１に類似する、磁気シールドを備える一体型の真空容器は、可能な選択肢である。
【００４０】
磁気シールドがスリーブ内に組みつけられ、その後、真空排気されることは典型的であるだろうが、非常に低い温度により、若しくチャコールのような吸収剤を用いることにより、シールドが冷却されたときに非常に低圧まで減少される、窒素のような残留ガスを残すことは可能である。
【００４１】
理解されるべきこととして、上述の議論は、４Ｋで液体ヘリウムの槽内で動作する超伝導磁石を有するＭＲＩクライオスタットにおける本発明の使用に焦点が合わされているが、より高い温度で動作する材料を備える超伝導磁石を有することも可能であり、従って、２０Ｋで液体水素、液体ヘリウムに代えて３０Ｋで液体ネオンを用いることは可能である。気体のヘリウムも、４Ｋよりも上で用いることができ、磁石を冷却する対流に依存する。磁石及び他の装置も、クライオスタット真空空間内に搭載されるエクスパンダを用いた伝導により冷却されることができる。例えば、約３０Ｋで動作する超伝導磁石を冷却するため、本発明によるシールド及び磁気蓄冷器材料を備える約２０Ｋで動作する単一の段のエクスパンダを有することも可能である。熱伝導ストラップは、磁石からの熱をエクスパンダに搬送することができる。
【００４２】
２段エクスパンダが説明されてきたが、１段若しくはそれ以上の段が採用されることができる。最も低温である段は、低温段と称される。本発明は、蓄冷型エクスパンダ内における如何なる磁気的ノイズ源に対しても適用できる。蓄冷型のエクスパンダは、ＧＭ，ＧＭタイプパルスチューブ、スターリン、スターリンタイプパルスチューブを含む。それは、磁気シールド内に用いられる材料に依存して、エクスパンダの１段目又は２段目の何れによって冷却されることができる。
【００４３】
本発明を実行するための特に好ましい実施例では、超伝導シールドが、２重壁のカートリッジにより包囲され、カートリッジがシリンダ内に挿入される。カートリッジは、シリンダに緊密に嵌められてもよく若しくは取り外し可能であってもよい。
【００４４】
一実施例では、４Ｋパルスチューブ冷凍機では、２重壁カートリッジが、２段目蓄冷器に対して用いられる。
【００４５】
ＧＭ冷凍機では、２重壁のディスプレーサが、２段目ディスプレーサとして製造されることができる。２重壁のカートリッジは、手動で真空排気されることができ、チャコールのような吸着体が、真空を維持するために壁上に取り付けられることができる。それは真空排気されないが、冷却後温度が低温側端部で４Ｋ付近になるので、空気中の大部分の成分は、固体化され、熱スイッチと同様の機能をする。
【００４６】
４Ｋパルスチューブの一の先行技術の実施例では、シールドが２段目の熱ステーションに取り付けられる場合にはΦ９０ｍｍのシールドが必要とされる。本発明によるシールドを用いれば、Φ３５ｍｍのシールドしか必要とされない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】管状の真空容器における管状の磁気シールドの断面図である。
【図２】低温蓄冷器スリーブにおけるインサートとして図１の磁気シールドを備える２段パルスチューブエクスパンダを示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す概略図であり、低温蓄冷器スリーブが真空容器の外壁である管状の真空容器内に磁気シールドを備える２段パルスチューブエクスパンダを示す図である。
【図４】ヘリウムガスにより囲繞されるＭＲＩクライオスタットのネックチューブに搭載された図２の２段パルスチューブを示す本発明の概略図である。
【図５】２段目蓄冷器スリーブの外部にある管状真空容器内に管状の磁気シールドを備える２段パルスチューブを示す本発明の第３実施例を示す概略図である。
【図６】第２段パルスチューブの低温セクションも含む真空容器内に共に含まれる低温蓄冷器まわりの管状磁気シールドを備える本発明の第４実施例を示す概略図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す概略図であり、２段目シリンダ内のインサートとして図１の磁気シールドを備える２段ＧＭエクスパンダを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１５    １段目熱ステーション
２３    蓄冷器スリーブ
２５    ２段目熱ステーション
３１    磁気シールド
３２    熱ベース
４０    真空容器
７０    磁気シールドインサート
【図１】
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【図２】
2007155319.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007155319.tif 000006
【図５】
2007155319.tif 000007
【図６】
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【図７】
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