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高熱効率デュワー 実績あり

国内特許コード P110003182
整理番号 A091P52
掲載日 2011年6月17日
出願番号 特願2003-175976
公開番号 特開2005-012043
登録番号 特許第3996553号
出願日 平成15年6月20日(2003.6.20)
公開日 平成17年1月13日(2005.1.13)
登録日 平成19年8月10日(2007.8.10)
発明者
  • 武田 常広
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 高熱効率デュワー 実績あり
発明の概要 【目的】人体あるいは生物体から発生する磁場の計測を行うための医療用診断装置に用いるSQUIDを格納することに適したデュワーを提供する。
【構成】外槽内に内槽を配置して両者の間を真空層とし、さらに内槽内に液体ヘリウムを貯留してなる脳磁計用デュワーにおいて、前記真空層内に伝熱材を配置して、その一端を内槽壁に接続して熱アンカー9、16とし、また、内槽内には第1真空部と第2真空部を上下に配置し、各真空部を貫通するトランスファーチューブ13を設け、トランスファーチューブの液化ヘリウムガスライン(4K液体ヘリウム)、低温ヘリウムガスライン(4Kヘリウムガス)を第2真空部下方の液体ヘリウム貯留部に開放し、さらにトランスファーチューブの40Kラインを第1真空部10と第2真空部11の間に開放し、第1真空部外周上部をヘリウム再凝縮冷凍機に連通したことを特徴とする脳磁計用デュワー。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


極めて多くの低温物性研究や超伝導素子を用いた計測器等の冷却に、液体ヘリウムは不可欠である。また、人間の脳から発する磁界を検出する脳磁気計測システム等では脳の活動を高時空間分解能で非侵襲的に計測できるSQUID(超電導量子干渉計)が利用されており、このSQUIDの冷却にも液体ヘリウムが利用されている。



上述した装置等では現在ほとんどの場合、冷却のための液体ヘリウムは蒸発した後、大気に放出する形となっており、上記システムに使用している従来からの液体へリュウム槽でも、同槽から蒸発したヘリウムガスは、ほとんどの場合大気に開放している。しかし、この場合1リットル当たり約1200円する高価なヘリウムを多量に無駄に消費するため経済的かつ資源的に問題があり、このため、蒸発したヘリウムガスを回収し再度液化して再利用したいという要求は極めて強いものがある。
このため、最近では、液体ヘリウム貯留槽で気化したヘリウムガスを全量回収し、システム内でヘリウムガス内の汚染物質を除去した後、再凝縮して液化する再循環システムが研究されている(特許文献1)。



【特許文献1】
特願2003-25525

産業上の利用分野


本発明は、人体あるいは生物体から発生する磁場の計測を行うための医療用診断装置、脳磁計用材料の透磁率を測定するための物性測定装置、磁気的な信号伝送のインターフェイスのための通信装置等に用いるSQUID(Superconducting Quantum Interference Device :超伝導量子干渉デバイス)を格納することに適したデュワーに関するものであり、特に脳磁計用としても利用できる高熱効率デュワーに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
外槽内に内槽を配置して両者の間を真空層とし、さらに内槽内に液体ヘリウムを貯留してなる高熱効率デュワーにおいて、前記内槽内上部にトランスファーチューブ挿入用の貫通孔を持つ第1真空部と第2真空部とを隙間を有して配置し前記貫通孔内にトランスファーチューブを配置し、さらに前記トランスファーチューブからの高温(約40K)のヘリウムガスが第1真空部と第2真空部の隙間に放出できる構造としたことを特徴とする高熱効率デュワー。

【請求項2】
外槽内に内槽を配置して両者の間を真空層とし、さらに内槽内に液体ヘリウムを貯留してなる高熱効率デュワーにおいて、前記真空層内に伝熱材を配置して、その一端を内槽壁に接続して熱アンカーとし、また、内槽内上部にはトランスファーチューブ挿入用の貫通孔を持つ第1真空部と第2真空部とを隙間を有して配置し、前記貫通孔内にトランスファーチューブを配置し、さらに前記トランスファーチューブからの高温(約40K)のヘリウムガスを第1真空部と第2真空部の隙間に開放し、第1真空部外周上部を冷却可能にしたことを特徴とする高熱効率デュワー。

【請求項3】
前記熱アンカーは40Kのヘリウムが吹き出す第1真空部と第2真空部の間よりも、上方に位置して設けたことを特徴とする請求項2に記載の高熱効率デュワー。

【請求項4】
前記各真空部は内槽壁との間に所定の隙間を持って配置したことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の高熱効率デュワー。

【請求項5】
前記第2真空部の下面を上方に向かって傾斜した円錐状として構成したことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の高熱効率デュワー。

【請求項6】
前記第2真空部の下面に、上方に向かって傾斜した円錐状をした別部材を取り付けたことを特徴とする請求項1~請求項4に記載の高熱効率デュワー。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003175976thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 脳を創る 領域
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