JPH0620011B2 - 超電導磁界発生装置 - Google Patents

超電導磁界発生装置

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JPH0620011B2
JPH0620011B2 JP58245868A JP24586883A JPH0620011B2 JP H0620011 B2 JPH0620011 B2 JP H0620011B2 JP 58245868 A JP58245868 A JP 58245868A JP 24586883 A JP24586883 A JP 24586883A JP H0620011 B2 JPH0620011 B2 JP H0620011B2
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superconductor
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孝司 小林
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/02Quenching; Protection arrangements during quenching

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導磁界発生装置に係り、特に超電導ソレノ
イドコイル、この超電導ソレノイドコイルと直列に接続
された補正用超電導コイル、これら両者のコイルを収納
している液体ヘリウム容器および超電導体等を有してい
る超電導磁界発生装置に関するものである。
〔発明の背景〕
第1図は核磁気共鳴診断装置に用いられている超電導磁
界発生装置の従来例が示されている。同図に示されてい
るように超電導磁界発生装置は超電導ソレノイドコイル
1、補正用超電導コイル2a,2b、これらおよび寒剤
である液体ヘリウム3を収納している液体ヘリウム容器
4、この液体ヘリウム容器4を真空断熱槽5を介して包
囲している液体窒素容器6、この液体窒素容器6を真空
断熱槽7を介して包囲している外壁8等より構成されて
いる。そして超電導ソレノイドコイル1は核磁気共鳴に
必要な磁界を発生させ、補正用超電導コイル2a,2b
はこの磁界を中心空間9で高均一度にしており、この中
心空間である高均一度空間9の高均一度磁界を利用して
核磁気共鳴診断が行なわれている。
このように構成された超電導磁界発生装置で外部で磁界
妨害が生じた場合には直接高均一度空間9に影響を与
え、磁界の均一度が低下して診断に支障をきたしてい
た。
第2図にはこれに代る超電導磁界発生装置の従来例が示
されている。これは超電導ソレノイドコイル1および補
正用超電導コイル2a,2bの外周側に、超電導ソレノ
イドコイル1と同芯でかつ中心が一致している肉厚の薄
い中空円筒状の超電導体10を設け、この超電導体10
で外乱磁界の影響を除去するようにしたものである。こ
の貫通する穴を有した超電導体10はその穴を通る磁束
を一定に保つ性質があるので、この性質を利用して外乱
磁界の影響を軽減する。すなわち超電導体10には開口
部を通る磁束を一定にする作用があるが、これは外乱磁
界が生じた際にはこの外乱磁界と反対向きで、同じ大き
さの磁界を発生させるような電流、すなわち反磁性電流
が超電導体10に流れ、外乱磁界を打ち消し、磁束を一
定に保持する。しかしこの超電導磁界発生装置では反磁
性電流が超電導ソレノイドコイル1に蔽つている超電導
体10全体にわたつて流れ、高均一度空間9の磁界の淫
れを大きくしてしまう欠点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、外乱磁界
の影響を軽減し、かつ高均一磁界の保持を可能とした超
電導磁界発生装置を提供することを目的とするものであ
る。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は超電導ソレノイドコイルと、この超電
導ソレノイドコイルと直列に接続された補正用超電導コ
イルと、これら両者のコイルを収納している液体ヘリウ
ム容器とを備え、前記超電導ソレノイドコイルの周囲に
外乱磁界の影響を除去する超電導体が設けられている超
電導磁界発生装置において、前記超電導体の断面積を前
記超電導ソレノイドコイルの断面積に比べ小さく形成す
ると共に、この超電導体を前記超電導ソレノイドコイル
と同軸で超電導ソレノイドコイルの少なくとも軸方向両
側に設け、かつこの夫々の超電導体に超電導状態から常
電導状態に転移する永久電流スイッチを具備させたこと
を特徴とするものであり、これによって反磁性電流は超
電導ソレノイドコイルの断面積より小さな断面積の超電
導体を流れるようになる。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
3図から第5図には本発明の一実施例が示されている。
なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明を省
略する。本実施例では超電導体10a,10bの断面積
(断面11)を超電導レノイドコイル1の断面積に比べ
小さく形成すると共に、この超電導体10a,10bを
超電導ソレノイドコイル1と同軸で超電導ソレノイドコ
イル1の軸方向両側に設け、かつこの夫々の超電導体1
0a、10bに超電導状態から常電導状態に転移する永
久電流スイッチ12a、12bを具備させた。このよう
にすることにより反磁性電流は断面の小さな超電導体1
0a,10bを流れるようになつて、高均一磁界9(高
均一度空間)に影響を及ぼさないようになり、外乱磁界
の影響を軽減し、かつ高均一度磁界9の保持を可能とし
た超電導磁界発生装置を得ることができる。
すなわち超電導ソレノイドコイル1の軸端に閉回路を形
成する超電導体10a,10bを、超電導ソレノイドコ
イル1と共軸で、かつ中心対称に一対設けた。そしてこ
の超電導体10a,10bにはこれを超電導状態から常
電導状態に転移させる永久電流スイツチ12a,12b
を設けると共に、その断面11を従来に比べて小さくし
た。断面11を小さくするには一重巻線または多重巻線
を使用し一重巻線で形成した断面11a,多重巻線で形
成した断面11bのいずれであつてもよい。このように
することにより外乱磁界が発生した場合に超電導体10
a,10bには反磁性電流が流れて外乱磁界を打ち消す
と共に、その断面を小さくしたので従来のように超電導
ソレノイドコイル1全体を蔽つて流れず、流れる部分が
小さくなつて、高均一度空間9に影響を及ぼさないよう
になる。
すなわち超電導ソレノイドコイル1および補正用超電導
コイル2a,2bを超電導コイル用電源13で励起する
際に、ヒータ用電源14でヒータ線15,15a,15
bを加熱し、永久電流スイツチ12,12a,12bを
超電導状態から常電導状態に転移させる。そして超電導
ソレノイドコイル1および補正用超電導コイル2a,2
bを励磁し、これらのコイル1,2a,2bの合成磁界
が所定の値に達した時にヒータ線15,15a,15b
に流れる電流を切り、永久電流スイツチ12,12a,
12bを常電導状態から超電導状態に転移させる。この
ようにすると超電導ソレノイドコイル1と補正用超電導
コイル2a,2bとからなる閉回路および超電導体10
a,10bの閉回路は永久電流状態になり、高均一度磁
界9を安定に保持する。そして外乱磁界が生じた際は上
述のように超電導体10a,10bに反磁性電流が流れ
て外乱磁界を打ち消すが、この反磁性電流は超電導体1
0a,10bの断面11の小さな閉回路を流れるので、
高均一度磁界9への影響が軽減でき、高均一磁界9が安
定に保持できる。
第6図には本発明の他の実施例が示されている。本実施
例では超電導ソレノイドコイル1の軸端に断面が小さく
閉回路を形成する超電導体10c,10dおよび10
e,10fを超電導ソレノイドコイルと共軸で、かつ中
心対称に二対設けた。そして超電導ソレノイドコイル1
の外周上に超電導ソレノイドコイル1と同芯で、中心対
称な超電導体10g,10hを設けた。この超電導体1
0g,10hも断面の小さな閉回路に形成したことは云
うまでもない。このよに超電導体10c,10d,10
e,10f,10g,10hを多段に設けたので、前述
の場合よりも外乱磁界の影響を多段にわたつて防止する
ことができ、高均一度磁界9を安定に保持することがで
きる。
第7図には本発明に更に他の実施例が示されている。本
実施例では超電導体10c,10dを超電導ソレノイド
コイル1の軸方向の液体ヘリウム容器4の内壁に、超電
導体10g,10hを超電導ソレノイドコイル1の径方
向の液体ヘリウム容器4の内壁に夫々固定した。このよ
うにすることにより、超電導体10c,10d,10
g,10hの位置設定および固定を前述の場合よりも精
度よく、かつ容易にすることができる。
第8図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では超電導体10c,10dを超電導ソレノイド
コイル1の軸方向の液体エリウム容器4の外壁に、超電
導体10g,10hを超電導ソレノイドコイル1の径方
向の液体ヘリウム容器4の外壁に夫々固定した。この場
合にも超電導体10c,10d,10g,10hの位置
設定が精度よく、固定を容易にすることができるように
なつて、前述の場合と同様な作用効果を奏することがで
きる。
第9図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では超電導体10i,10jをくら形で形成し
た。この場合にも前述の場合と同様な作用効果を奏する
ことができる。
なお本実施例ではリング状の超電導体10a〜10hお
よびくら形の超電導体10i,10jをわけて使用する
ようにしたがこれに限るものではなく、これら両者を併
用するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は超電導体に流れる反磁性電流が外
乱磁界は打ち消すが、高均一度磁界には影響を及ぼさな
いようになつて、外乱磁界の影響を軽減し、かつ高均一
度磁界の保持を可能とした超電導磁界発生装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超電導磁界発生装置の縦断側面図、第2
図は従来の超電導磁界発生装置の他の例の超電算磁界発
生装置要部の縦断面図、第3図は本発明の超電導磁界発
生装置の一実施例の超電導磁界発生装置要部の縦断側面
図、第4図は同じく一実施例の超電導体の一部縦断正面
図、第5図は第3図の等価回路図、第6図は本発明の超
電導磁界発生装置の他の実施例の超電導磁界発生装置要
部の縦断側面図、第7図は本発明の超電導磁界発生装置
の更に他の実施例の超電導磁界発生装置要部の縦断側面
図、第8図は本発明の超電導磁界発生装置の更に他の実
施例の超電導磁界発生装置要部の縦断側面図、第9図は
本発明の超電導磁界発生装置の更に他の実施例の超電導
磁界発生装置要部の正面および側面図である。 1……超電導ソレノイドコイル、2a,2b……補正用
超電導コイル、4……液体ヘリウム容器、9……高均一
度磁界(空間)、10a,10b,10c,10d,1
0e,10f,10g,10h,10i,10j……超
電導体、11……断面、12,12a,12b……永久
電流スイツチ、13……超電導コイル用電源、14……
ヒータ用電源、15,15a,15b……ヒータ線。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超電導ソレノイドコイルと、この超電導ソ
    レノイドコイルと直列に接続された補正用超電導コイル
    と、これら両者のコイルを収納している液体ヘリウム容
    器とを備え、前記超電導ソレノイドコイルの周囲に外乱
    磁界の影響を除去する超電導体が設けられている超電導
    磁界発生装置において、前記超電導体の断面積を前記超
    電導ソレノイドコイルの断面積に比べ小さく形成すると
    共に、この超電導体を前記超電導ソレノイドコイルと同
    軸で超電導ソレノイドコイルの少なくとも軸方向両側に
    設け、かつこの夫々の超電導体に超電導状態から常電導
    状態に転移する永久電流スイッチを具備させたことを特
    徴とする超電導磁界発生装置。
  2. 【請求項2】前記超電導体が、前記液体ヘリウム容器の
    内壁面もしくは外壁面に配置されたものである特許請求
    の範囲第1項記載の超電導磁界発生装置。
  3. 【請求項3】前記超電導体の内径を、前記超電導ソレノ
    イドコイルの内径より大きくしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の超電導磁界発生装置。
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DE3829207A1 (de) * 1988-08-29 1990-03-08 Licentia Gmbh Strombegrenzende drosselspule
GB9016184D0 (en) * 1990-07-24 1990-09-05 Oxford Magnet Tech Magnet assembly
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