[특허]Cryostat having a magnet coil system, which comprises an LTS section and an encapsulated HTS section

Bruker Biospin GmbH

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Cryostat having a magnet coil system, which comprises an LTS section and an encapsulated HTS section

특허상세정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	H01F-006/04 H01F-006/06 G01V-003/00
미국특허분류(USC)	505/163; 505/210; 335/216; 335/296; 324/318; 062/051.1
출원번호	US-0225192 (2007-03-07)
등록번호	US-8255023 (2012-08-28)
우선권정보	DE-10 2006 012 508 (2006-03-18)
국제출원번호	PCT/EP2007/001926 (2007-03-07)
§371/§102 date	20080916 (20080916)
국제공개번호	WO2007/107240 (2007-09-27)
발명자 / 주소	Schlenga, Klaus Klaeser, Marion Arndt, Thomas
출원인 / 주소	Bruker Biospin GmbH
대리인 / 주소	Vincent, Paul
인용정보	피인용 횟수 : 3 인용 특허 : 2

초록
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A cryostat (1) with a magnet coil system including superconductors for the production of a magnet field B0 in a measuring volume (3) has a plurality of radially nested solenoid-shaped coil sections (4, 5, 6) and which are electrically connected in series, at least one of which being an LTS section (5, 6) with a conventional low temperature superconductor (LTS) and at least one of which being an HTS section (4) including a high temperature superconductor (HTS), wherein the magnet coil system is located in a helium tank (9) of the cryostat (1) along with liquid helium at a helium temperature TL. The apparatus is characterized in that a chamber (11) is provided within which the HTS sections (4) are held having an internal portion with a sufficiently low pressure such that helium located therein at a temperature of TL is gaseous. The cryostat in accordance with the invention can be utilized to maintain HTS coil sections over a long period of time in a reliable fashion.

대표
청구항
▼

1. A cryostat and magnet coil system, the magnet coil system having a plurality of radially nested superconducting solenoid-shaped coil sections which are electrically connected in series for production of a magnet field B0 in a measuring volume, the cryostat and magnet coil system comprising: a helium tank;liquid helium disposed within said helium tank, said liquid helium having a helium temperature TL;an LTS section of a conventional low temperature superconductor (LTS) disposed in said helium tank at said helium temperature TL;a chamber disposed within said helium tank; gaseous helium disposed in said chamber, said gaseous helium having essentially said helium temperature TL;at least one HTS section disposed within said chamber in contact with said gaseous helium, said HTS section having a high temperature superconductor; andmeans, disposed in or communicating with said chamber, for keeping helium located in said chamber in a gaseous state. 2. The cryostat of claim 1, wherein a temperature of the liquid helium TL<4K, <2.5 K or <2.2 K. 3. The cryostat of claim 1, wherein said chamber also surrounds superconducting leads feeding to at least one HTS section, at least to an extent that said leads contain HTS material. 4. The cryostat of claim 1, wherein said chamber has a pressure-measuring device or a thermothron. 5. The cryostat of claim 1, wherein a conduct connects said chamber to a pump device. 6. The cryostat of claim 1, wherein said chamber is fortified with respect to quenches or said chamber is stable with respect to an external pressure of 5 bar. 7. The cryostat of claim 1, wherein said chamber is structured to contain helium at a previously determined pressure of pHe or at a pressure pHe between 1 mbar and 10 mbar. 8. The cryostat of claim 7, wherein helium in said chamber is at least 10 percent He-3 or at least 50 percent He-3 relative to an overall amount thereof. 9. The cryostat of claim 1, wherein said chamber is evacuated at a pressure p<10−1 mbar or at a pressure p<10−2 mbar. 10. The cryostat of claim 9, further comprising sorption medium for helium or activated charcoal disposed in said chamber. 11. The cryostat of claim 1, wherein said chamber has a heating device or an electrical heater. 12. The cryostat of claim 1, wherein the cryostat has a room temperature bore in which the measurement volume is located, the bore being surrounded by the magnet coil system. 13. The cryostat of claim 1, wherein the magnet coil system produces a magnetic field B0 in the measurement volume, which is larger than 20 T or larger than 23 T. 14. The cryostat of claim 1, wherein the coil sections of the magnet coil system are operated in persistent current mode. 15. The cryostat of claim 14, wherein the magnet coil system fulfills requirements of high resolution NMR spectroscopy with regard to homogeneity as well as temporal stability of the magnetic field B0 in the measurement volume. 16. The cryostat of claim 2, further comprising an additional helium tank for liquid helium contained therein at a temperature of approximately 4.2 K. 17. A cryostat and magnet coil system, the magnet coil system having a plurality of radially nested superconducting solenoid-shaped coil sections which are electrically connected in series for production of a magnet field B0 in a measuring volume, the cryostat and magnet coil system comprising: a helium tank for holding liquid helium disposed within said helium tank, said liquid helium having a helium temperature TL;an LTS section of a conventional low temperature superconductor (LTS) disposed in said helium tank at said helium temperature TL;a chamber disposed within said helium tank;gaseous helium disposed in said chamber, said gaseous helium having essentially said helium temperature TL;at least one HTS section disposed within said chamber and surrounded by said chamber in contact with said gaseous helium, said HTS section having a high temperature superconductor (HTS); andmeans, disposed in or communicating with said chamber, disposed, structured, and dimensioned for sustaining a pressure therein which is sufficiently low as to keep helium located in said chamber in a gaseous state at said temperature TL,wherein a temperature of the liquid helium TL<2.2 K, said chamber also surrounding superconducting leads feeding to at least one HTS section, at least to an extent that said leads contain HTS material. 18. The cryostat of claim 17, wherein a conduct connects said chamber to a pump device. 19. The cryostat of claim 18, wherein the coil sections of the magnet coil system are operated in persistent current mode. 20. The cryostat of claim 19, wherein the magnet coil system fulfills requirements of high resolution NMR spectroscopy with regard to homogeneity as well as temporal stability of the magnetic field B0 in the measurement volume.

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