JPH0216704A - 超電導マグネット装置 - Google Patents
超電導マグネット装置Info
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- JPH0216704A JPH0216704A JP16660488A JP16660488A JPH0216704A JP H0216704 A JPH0216704 A JP H0216704A JP 16660488 A JP16660488 A JP 16660488A JP 16660488 A JP16660488 A JP 16660488A JP H0216704 A JPH0216704 A JP H0216704A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超電導マグネット装置に係り、とくに真空容
器に内蔵される超電導マグネット、永久電流スイッチ、
スイッチ用保護抵抗器、電流リードおよび液体ヘリウム
容器の配置構成に関する。
器に内蔵される超電導マグネット、永久電流スイッチ、
スイッチ用保護抵抗器、電流リードおよび液体ヘリウム
容器の配置構成に関する。
超電導マグネット装置は数十〜数百アンペア／１ｍ１ｇ
のような高い電流密度で運転されるため比較的コンパク
トな寸法で高い磁場を発生させることが可能である。こ
の特長を利用して核磁気共鳴画像診断装置（ＭＨＩ）の
ような医療機器や静磁場発生用マグネットなどに適用さ
れている。
のような高い電流密度で運転されるため比較的コンパク
トな寸法で高い磁場を発生させることが可能である。こ
の特長を利用して核磁気共鳴画像診断装置（ＭＨＩ）の
ような医療機器や静磁場発生用マグネットなどに適用さ
れている。
現在実用化されている超電導マグネット用の超電導体材
料は、約４にの液体ヘリウム温度の時に使用可能で、こ
のため超電導マグネットの最も一般的な使用方法として
、高断熱特性を持つ極低温容器内に充填された液体ヘリ
ウム中に超電導マグネットを浸漬した浸漬冷却方式が採
られている。
料は、約４にの液体ヘリウム温度の時に使用可能で、こ
のため超電導マグネットの最も一般的な使用方法として
、高断熱特性を持つ極低温容器内に充填された液体ヘリ
ウム中に超電導マグネットを浸漬した浸漬冷却方式が採
られている。
浸漬冷却方式は容器が常に液体ヘリウムで充たされてい
なければならない、また超電導マグネットの超電導状態
が破れ常温電導状態になる（以下クエンチと称す）時の
液体ヘリウムの蒸発に伴う容器圧力の上昇に耐え得るよ
うな極低温容器が要求されるため容器の肉厚を厚くし、
そのため容器の重量が大となる。第３図は上述した浸漬
冷却方式の超電導マグネット装置の概略縦断面図で、断
熱のための真空容器７０の内に輻射シールド８２を介し
て液体ヘリウム容器９２が収納されており、液体へリウ
ム容器９２の内部に超電導マグネット１０．永久電流ス
イッチ５０．スイッチ用保護抵抗器５１が収納され、超
電導線１２によりそれぞれ電気的に接続されている。こ
の状態で上述した各部品は液体ヘリウム３２に浸漬され
ている。また外部電力供給用として電流リード６１．６
２が外部から真空容器７０．輻射シールド８２および液
体ヘリウム容器９２を貫通して内部に入り、電流リード
６１．６２を上下に移動させることにより超電導＆１１
１２の先端ジャック１２ａ。
なければならない、また超電導マグネットの超電導状態
が破れ常温電導状態になる（以下クエンチと称す）時の
液体ヘリウムの蒸発に伴う容器圧力の上昇に耐え得るよ
うな極低温容器が要求されるため容器の肉厚を厚くし、
そのため容器の重量が大となる。第３図は上述した浸漬
冷却方式の超電導マグネット装置の概略縦断面図で、断
熱のための真空容器７０の内に輻射シールド８２を介し
て液体ヘリウム容器９２が収納されており、液体へリウ
ム容器９２の内部に超電導マグネット１０．永久電流ス
イッチ５０．スイッチ用保護抵抗器５１が収納され、超
電導線１２によりそれぞれ電気的に接続されている。こ
の状態で上述した各部品は液体ヘリウム３２に浸漬され
ている。また外部電力供給用として電流リード６１．６
２が外部から真空容器７０．輻射シールド８２および液
体ヘリウム容器９２を貫通して内部に入り、電流リード
６１．６２を上下に移動させることにより超電導＆１１
１２の先端ジャック１２ａ。
１２ｂと接離可能としている。
上述した浸漬冷却方式は容器の肉厚が厚く、重量が大で
あるというハンプをもつことから間接冷却方式と呼ばれ
るものが実用化されている。この冷却方式は超電導マグ
ネットを直接液体ヘリウムに接触させず、冷媒であるヘ
リウムを専用の流通管の中に流し、この流通管と熱的に
良い接触を保った巻枠に超電導マグネットのコイルが保
持され、熱伝導によってコイルは冷却される。
あるというハンプをもつことから間接冷却方式と呼ばれ
るものが実用化されている。この冷却方式は超電導マグ
ネットを直接液体ヘリウムに接触させず、冷媒であるヘ
リウムを専用の流通管の中に流し、この流通管と熱的に
良い接触を保った巻枠に超電導マグネットのコイルが保
持され、熱伝導によってコイルは冷却される。
第４図は上述した間接冷却方式の超電導マグネット装置
の概略縦断面図で、真空容器７０の中に輻射シールド８
２を介して液体ヘリウム容器９３が収納され、この液体
ヘリウム容器９３の内部に永久電流スイッチ５０および
スイッチ用保護抵抗器５１が収納され、超電導線１２に
よりそれぞれ電気的に接続されている。一方超電導マグ
ネット１０のコイルは良熱伝導性の巻枠１１に巻回され
ておりこの巻枠１１の外周には冷媒流通管２０が巻回さ
れている。この状態で輻射シールド８２を介して前記真
空容器７０に収納される。収納位置としては前記液体ヘ
リウム容器９３の真下である。そして液体ヘリウム容器
９３内の２本の超電導線１２は接続端子４１ａ、４１ｂ
を介して超電導マグネットｌＯの引き出し線１０ａ、
ｌｏｂに接続される。
の概略縦断面図で、真空容器７０の中に輻射シールド８
２を介して液体ヘリウム容器９３が収納され、この液体
ヘリウム容器９３の内部に永久電流スイッチ５０および
スイッチ用保護抵抗器５１が収納され、超電導線１２に
よりそれぞれ電気的に接続されている。一方超電導マグ
ネット１０のコイルは良熱伝導性の巻枠１１に巻回され
ておりこの巻枠１１の外周には冷媒流通管２０が巻回さ
れている。この状態で輻射シールド８２を介して前記真
空容器７０に収納される。収納位置としては前記液体ヘ
リウム容器９３の真下である。そして液体ヘリウム容器
９３内の２本の超電導線１２は接続端子４１ａ、４１ｂ
を介して超電導マグネットｌＯの引き出し線１０ａ、
ｌｏｂに接続される。
この方式では超電導マグネッ）１０のコイルは直接液体
ヘリウム３２に接触しておらず、そのためコイルは次の
ようにして間接的に冷却される。すなわち冷媒３０（液
体ヘリウム）は専用の冷媒流通管２０の中を流れ、この
冷媒流通管２０と熱的に良い接触を保った巻枠１１を介
して熱伝導によってコイルは冷却される０間接冷却力式
は超電導マグネットｌＯにとって熱的な安定性に劣るが
ヘリウム容器の構造を簡素化・小形化できる。
ヘリウム３２に接触しておらず、そのためコイルは次の
ようにして間接的に冷却される。すなわち冷媒３０（液
体ヘリウム）は専用の冷媒流通管２０の中を流れ、この
冷媒流通管２０と熱的に良い接触を保った巻枠１１を介
して熱伝導によってコイルは冷却される０間接冷却力式
は超電導マグネットｌＯにとって熱的な安定性に劣るが
ヘリウム容器の構造を簡素化・小形化できる。
超電導マグネット装置の運転方法の一つとして、超電導
マグネット１０の両端を永久電流スイッチ５０で短絡し
て運転する方法が用いられる。この永久電流スイッチ５
０に使用する超電導線材は超電導マグネット１０のコイ
ル線材と異なりスイッチｏＨ’時の抵抗値を大きくする
ため、ＯＦ Ｈ０ｗ４ではなく銅合金を使用する。この
ため熱的安定性に乏しいため、永久電流スイッチ５０は
必ず液体ヘリウム３２に浸漬された状態で運転されなけ
ればならない。
マグネット１０の両端を永久電流スイッチ５０で短絡し
て運転する方法が用いられる。この永久電流スイッチ５
０に使用する超電導線材は超電導マグネット１０のコイ
ル線材と異なりスイッチｏＨ’時の抵抗値を大きくする
ため、ＯＦ Ｈ０ｗ４ではなく銅合金を使用する。この
ため熱的安定性に乏しいため、永久電流スイッチ５０は
必ず液体ヘリウム３２に浸漬された状態で運転されなけ
ればならない。
また超電導マグネット１Ｇを永久電流スイッチ５０で短
絡して永久電流モード運転する場合、永久電流スイッチ
５０は超電導マグネット１０とは別個に、液体ヘリウム
容器９３内で液体ヘリウム３２に浸漬された状態で運転
される。永久電流スイッチ５０には、もしスイッチがク
エンチした場合に備えてスイッチ用保護抵抗器５１が必
要である。
絡して永久電流モード運転する場合、永久電流スイッチ
５０は超電導マグネット１０とは別個に、液体ヘリウム
容器９３内で液体ヘリウム３２に浸漬された状態で運転
される。永久電流スイッチ５０には、もしスイッチがク
エンチした場合に備えてスイッチ用保護抵抗器５１が必
要である。
図示せぬ外部電源より超電導マグネット１０へ電力を供
給する電流リード６１．６２も液体ヘリウム容器９３内
の蒸発した液体ヘリウムガスによって冷却され、電流リ
ード６１．６２は液体ヘリウム容器９３内の超電導線１
２と接離可能のように構成され、・永久電流モード運転
時の液体ヘリウムの消費を減らしている。
給する電流リード６１．６２も液体ヘリウム容器９３内
の蒸発した液体ヘリウムガスによって冷却され、電流リ
ード６１．６２は液体ヘリウム容器９３内の超電導線１
２と接離可能のように構成され、・永久電流モード運転
時の液体ヘリウムの消費を減らしている。
上述した間接冷却方式の超電導マグネット装置の永久電
流モード運転の場合は、常に液体ヘリウム３２に浸漬さ
れていなければならないものは、前にも述・べたように
永久電流スイッチのみである。
流モード運転の場合は、常に液体ヘリウム３２に浸漬さ
れていなければならないものは、前にも述・べたように
永久電流スイッチのみである。
このような観点から第４図に示したように永久電流スイ
ッチや保護抵抗器および電流リードを一括して収納する
構造は液体ヘリウム容器を不必要に大きくし、高価な液
体ヘリウムの消費を増大させるので経済的に好ましくな
い。
ッチや保護抵抗器および電流リードを一括して収納する
構造は液体ヘリウム容器を不必要に大きくし、高価な液
体ヘリウムの消費を増大させるので経済的に好ましくな
い。
この発明は上述した事情に鑑み、間接冷却方式超電導マ
グネット装置を永久電流モードで運転する場合、永久電
流スイッチを運転するために必要な液体ヘリウム容器を
極力小形とし、高価な液体ヘリウムの消費量を減らすこ
とを目的とする。
グネット装置を永久電流モードで運転する場合、永久電
流スイッチを運転するために必要な液体ヘリウム容器を
極力小形とし、高価な液体ヘリウムの消費量を減らすこ
とを目的とする。
この発明では上述の目的達成のため、間接冷却方式超電
導マグネットを永久電流モードで運転するのに必要な永
久電流スイッチ、該スイッチ用保護抵抗器、電流リード
及び前記超電導マグネットを真空容器内に備えた超電導
マグネット装置において、前記永久電流スイッチのみを
収納する液体ヘリウム容器を電流リードを収納する液体
ヘリウム容器とは別に設けるものとする。
導マグネットを永久電流モードで運転するのに必要な永
久電流スイッチ、該スイッチ用保護抵抗器、電流リード
及び前記超電導マグネットを真空容器内に備えた超電導
マグネット装置において、前記永久電流スイッチのみを
収納する液体ヘリウム容器を電流リードを収納する液体
ヘリウム容器とは別に設けるものとする。
間接冷却方式超電導マグネットを永久電流モードで運転
するために必要な永久電流スイッチを独立した専用の液
体ヘリカム容器に収納することにより、その容器はコン
パクトにできるので容器への熱侵入量は低減し、液体ヘ
リウムの消費量は減少する。また電流リードを収納する
液体ヘリウム容器では電流リード通電時のみ液体ヘリウ
ムが必要で永久電流モード運転時は超電導マグネットに
は電力を供給する必要なく電流リードは上方へ引上げら
れているので常温部からの熱侵入は極めて少なくなり、
したがって液体ヘリウムの消費は激減する。
するために必要な永久電流スイッチを独立した専用の液
体ヘリカム容器に収納することにより、その容器はコン
パクトにできるので容器への熱侵入量は低減し、液体ヘ
リウムの消費量は減少する。また電流リードを収納する
液体ヘリウム容器では電流リード通電時のみ液体ヘリウ
ムが必要で永久電流モード運転時は超電導マグネットに
は電力を供給する必要なく電流リードは上方へ引上げら
れているので常温部からの熱侵入は極めて少なくなり、
したがって液体ヘリウムの消費は激減する。
第１図は本発明の一実施例である超電導マグネット装置
の概略縦断面図で、超電導マグネット１０はアルミ合金
などの熱良導体性の巻枠１１を冷媒流通管２０を流れる
冷媒３０で冷却することにより熱伝導で間接的に冷却さ
れる。超電導マグネット１０より引き出された超電導線
１４は超電導マグネット１０を収納している真空容器７
０より分岐した真空容器７１に内蔵された液体ヘリウム
容器９１へ接続端子４０ａ。
の概略縦断面図で、超電導マグネット１０はアルミ合金
などの熱良導体性の巻枠１１を冷媒流通管２０を流れる
冷媒３０で冷却することにより熱伝導で間接的に冷却さ
れる。超電導マグネット１０より引き出された超電導線
１４は超電導マグネット１０を収納している真空容器７
０より分岐した真空容器７１に内蔵された液体ヘリウム
容器９１へ接続端子４０ａ。
４０ｂを介して導かれ、この液体ヘリウム容器９１内の
超電導線１５により永久電流スイッチ５０に接続される
。液体ヘリウム容器９１には液体ヘリウム３１が充填さ
れ、永久電流スイッチ５０はこの液体ヘリウム３１中に
浸漬状態にある。超電導マグネット１０の励磁・減磁は
液体ヘリウム容器９４中に設置されている着脱式電流リ
ード６１．６２を操作（引下げ、引上げ）することによ
り超電導線１２の先端のジャック１２ａ、１２ｂと接離
させ、超電導線１２．接続端子４１ａ。
超電導線１５により永久電流スイッチ５０に接続される
。液体ヘリウム容器９１には液体ヘリウム３１が充填さ
れ、永久電流スイッチ５０はこの液体ヘリウム３１中に
浸漬状態にある。超電導マグネット１０の励磁・減磁は
液体ヘリウム容器９４中に設置されている着脱式電流リ
ード６１．６２を操作（引下げ、引上げ）することによ
り超電導線１２の先端のジャック１２ａ、１２ｂと接離
させ、超電導線１２．接続端子４１ａ。
４１ｂ、超電導線１３を介して行なわれる。液体ヘリウ
ム容器９４の中には永久電流スイッチ５０用の保護抵抗
器５１が設置され、永久電流スイッチ５０とは並列にな
るように超電導線１２に接続される。 ８０．８１゜８
２、８３で示すものは輻射シールドである。
ム容器９４の中には永久電流スイッチ５０用の保護抵抗
器５１が設置され、永久電流スイッチ５０とは並列にな
るように超電導線１２に接続される。 ８０．８１゜８
２、８３で示すものは輻射シールドである。
第２図はこの発明の他の実施例である超電導マグネット
装置の概略縦断面図で、第１図における部分と同一の部
分については同一の符号を付し説明は省略する。第２図
において第１図と異なる点は、スイッチ用保護抵抗器５
１は必ずしも液体ヘリウムに浸漬する必要はないので超
電導マグネット１０を収納している真空容器７０中に設
置したことである。これがため超電導線１２の収納しで
ある液体ヘリウム容器９５はスイッチ用保護抵抗器５１
のスペース分だけ小さくでき、高価な液体ヘリウムの保
有量も消費量も少なくなる。
装置の概略縦断面図で、第１図における部分と同一の部
分については同一の符号を付し説明は省略する。第２図
において第１図と異なる点は、スイッチ用保護抵抗器５
１は必ずしも液体ヘリウムに浸漬する必要はないので超
電導マグネット１０を収納している真空容器７０中に設
置したことである。これがため超電導線１２の収納しで
ある液体ヘリウム容器９５はスイッチ用保護抵抗器５１
のスペース分だけ小さくでき、高価な液体ヘリウムの保
有量も消費量も少なくなる。
〔発明の効果］
この発明では間接冷却式超電導マグネットを永久電流モ
ードで運転するために必要な永久電流、スイッチを独立
した専用の液体ヘリウム容器に収納することにより、そ
の容器をコンパクトにでき液体ヘリウム保有量も少量で
済み、容器への熱侵入量を軽減し、液体ヘリウムの消費
量を減らせられるという効果がある。また永久電流スイ
ッチが超電導マグネットから分離されることにより、ス
イッチの位宜を超電導マグネットの磁場が及ばない所に
設置することも可能となり永久電流スイッチの電磁気的
安定性を増すという付加的効果もある。
ードで運転するために必要な永久電流、スイッチを独立
した専用の液体ヘリウム容器に収納することにより、そ
の容器をコンパクトにでき液体ヘリウム保有量も少量で
済み、容器への熱侵入量を軽減し、液体ヘリウムの消費
量を減らせられるという効果がある。また永久電流スイ
ッチが超電導マグネットから分離されることにより、ス
イッチの位宜を超電導マグネットの磁場が及ばない所に
設置することも可能となり永久電流スイッチの電磁気的
安定性を増すという付加的効果もある。
さらに電流リードを収納する液体ヘリウム容器では、電
流リードが通電状態でのみ液体ヘリウムが必要であり、
−旦永久電流モード運転に入ってしまえば電流リードは
上方へ引き上げられ、電流リードを収納するヘリウム容
器には液体ヘリウムが不要になり消費量も極端に減少す
るという効果もある。
流リードが通電状態でのみ液体ヘリウムが必要であり、
−旦永久電流モード運転に入ってしまえば電流リードは
上方へ引き上げられ、電流リードを収納するヘリウム容
器には液体ヘリウムが不要になり消費量も極端に減少す
るという効果もある。
第１図はこの発明の一実施例である超電導マグネット装
置の概略縦断面図、第２図はこの発明の他の実施例であ
る超電導マグネット装置の概略縦断面図、第３図は従来
の浸漬冷却式超電導マグネット装置の概略縦断面図、第
４図は従来の間接冷却式超電導マグネット装置の概略縦
断面図である。 １０：超電導マグネット、１２．１３．１４．１５＋超
電導線、３Ｌ３２：液体ヘリウム、５０＋永久電流スイ
ツチ、５１：スイッチ用保護抵抗器、６１．６２＋電流
リード、７０．７１：真空容器、９１．９２．９３．９
４．９５：液体ヘリウム容器。 第１図 α ｇ
置の概略縦断面図、第２図はこの発明の他の実施例であ
る超電導マグネット装置の概略縦断面図、第３図は従来
の浸漬冷却式超電導マグネット装置の概略縦断面図、第
４図は従来の間接冷却式超電導マグネット装置の概略縦
断面図である。 １０：超電導マグネット、１２．１３．１４．１５＋超
電導線、３Ｌ３２：液体ヘリウム、５０＋永久電流スイ
ツチ、５１：スイッチ用保護抵抗器、６１．６２＋電流
リード、７０．７１：真空容器、９１．９２．９３．９
４．９５：液体ヘリウム容器。 第１図 α ｇ
Claims (1)
- １）間接冷却方式超電導マグネットを永久電流モードで
運転するのに必要な永久電流スイッチ，該スイッチ用保
護抵抗器，電流リード及び前記超電導マグネットを真空
容器内に備えた超電導マグネット装置において、前記永
久電流スイッチのみを収納する液体ヘリウム容器を、電
流リードを収納する液体ヘリウム容器とは別に設けたこ
とを特徴とする超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660488A JPH0656810B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660488A JPH0656810B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216704A true JPH0216704A (ja) | 1990-01-19 |
| JPH0656810B2 JPH0656810B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=15834377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16660488A Expired - Lifetime JPH0656810B2 (ja) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | 超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656810B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541466A (ja) * | 2005-05-18 | 2008-11-20 | シーメンス マグネット テクノロジー リミテッド | 冷却巻型に冷却管を取り付けるための装置及び方法 |
| JP2013221702A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Railway Technical Research Institute | パルス管冷凍機によるシールド板冷却装置 |
-
1988
- 1988-07-04 JP JP16660488A patent/JPH0656810B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541466A (ja) * | 2005-05-18 | 2008-11-20 | シーメンス マグネット テクノロジー リミテッド | 冷却巻型に冷却管を取り付けるための装置及び方法 |
| JP2013221702A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Railway Technical Research Institute | パルス管冷凍機によるシールド板冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0656810B2 (ja) | 1994-07-27 |
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