JPH07183116A - Superconducting magnet device - Google Patents

Superconducting magnet device

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Publication number
JPH07183116A
JPH07183116A JP32347693A JP32347693A JPH07183116A JP H07183116 A JPH07183116 A JP H07183116A JP 32347693 A JP32347693 A JP 32347693A JP 32347693 A JP32347693 A JP 32347693A JP H07183116 A JPH07183116 A JP H07183116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
superconducting coil
cryostat
superconducting
liquid helium
Prior art date
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Pending
Application number
JP32347693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomomi Kaneko
智美 金子
Tetsuya Koshiro
哲哉 小城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba System Technology Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07183116A publication Critical patent/JPH07183116A/en
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】液体ヘリウムの気化を抑制して消費量を少なく
することにより、経済性の向上及び運転効率の向上を図
ることにある。 【構成】クライオスタット11内に液体ヘリウム15を
収容すると共に、超電導コイル13とこの超電導コイル
13のクエンチ時に該コイルに蓄積されるエネルギーを
ジュール熱として放出させて超電導コイルを保護する保
護抵抗17とを備えた超電導マグネット装置において、
クライオスタット11内の上部にガス滞留空間部14を
形成し、このガス滞留空間部14に保護抵抗17を設け
てヘリウムガスにより冷却するようにしている。
(57) [Summary] [Purpose] To suppress the vaporization of liquid helium and reduce the amount of consumption to improve economic efficiency and operating efficiency. A liquid helium 15 is housed in a cryostat 11, and a superconducting coil 13 and a protective resistor 17 for releasing the energy accumulated in the superconducting coil 13 as Joule heat at the time of quenching the superconducting coil 13 to protect the superconducting coil are provided. In the equipped superconducting magnet device,
A gas retention space portion 14 is formed in the upper portion of the cryostat 11, and a protective resistance 17 is provided in the gas retention space portion 14 so that the gas retention space portion 14 is cooled by helium gas.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、クライオスタット内に
液体ヘリウムを収容すると共に、永久磁石スイッチ及び
保護抵抗を備えた超電導マグネット装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet device which contains liquid helium in a cryostat and which is provided with a permanent magnet switch and a protective resistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、永久電流モードで運転する超電導
マグネット装置は、図2に示すようにクライオスタット
1内に超電導コイル2と、この超電導コイル2に並列接
続される永久電流スイッチ3及び保護抵抗4を設けると
共に、液体ヘリウム5を収容して超電導コイル2を極低
温にまで冷却し、保持している。そして、このクライオ
スタット1から外部に導出された入力端子は外部スイッ
チ6を介して電源7に接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 2, a superconducting magnet device which operates in a permanent current mode has a superconducting coil 2 in a cryostat 1, a permanent current switch 3 and a protective resistor 4 connected in parallel to the superconducting coil 2. Is provided, and the liquid helium 5 is housed therein, and the superconducting coil 2 is cooled to an extremely low temperature and held. The input terminal derived from the cryostat 1 to the outside is connected to the power supply 7 via the external switch 6.

【0003】かかる構成の超電導マグネットにおいて、
超電導コイル2を永久電流モードで運転するには、最初
に外部スイッチ6をオンし、電源7より電流を供給して
超電導コイル2を十分に励磁した後に永久電流スイッチ
3をオンすることにより、超電導コイル2に閉回路が形
成され、この閉回路に電流が流し続けられる。
In the superconducting magnet having such a structure,
In order to operate the superconducting coil 2 in the persistent current mode, first, the external switch 6 is turned on, the current is supplied from the power source 7 to fully excite the superconducting coil 2, and then the permanent current switch 3 is turned on. A closed circuit is formed in the coil 2, and current continues to flow in this closed circuit.

【0004】一方、このような状態で超電導コイル2が
運転されているとき、超電導コイル2がクエンチする
と、該コイル中に常電導部が発生して抵抗が現れるた
め、その部分からジュール熱が発生し、超電導コイル2
自身が焼損する恐れがある。
On the other hand, when the superconducting coil 2 is operated in such a state, when the superconducting coil 2 is quenched, a normal conducting portion is generated in the coil and resistance appears, so that Joule heat is generated from that portion. And superconducting coil 2
You may burn yourself.

【0005】そこで、超電導コイル2に並列接続された
保護抵抗4に電流を分流させ、該コイル2に蓄積された
エネルギーを保護抵抗4よりジュール熱として直接液体
ヘリウム5に熱伝導して放出させることにより、超電導
コイル2の焼損を未然に防止している。
Therefore, a current is shunted to the protective resistor 4 connected in parallel to the superconducting coil 2 so that the energy accumulated in the coil 2 is directly conducted as Joule heat to the liquid helium 5 to be released. This prevents the superconducting coil 2 from burning.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の超電
導マグネット装置においては、液体ヘリウム中に保護抵
抗4を設けて超電導コイル2のクエンチ時に閉回路に流
れる電流の一部を分流させてジュール熱として液体ヘリ
ウム5に直接熱伝導させている。そして、その熱により
気化した多量の液体ヘリウム5をクライオスタット1の
外部に放出している。
As described above, in the conventional superconducting magnet device, the protective resistance 4 is provided in the liquid helium so that a part of the current flowing in the closed circuit at the time of quenching the superconducting coil 2 is shunted to the Joule heat. As a result, heat is directly conducted to the liquid helium 5. A large amount of liquid helium 5 vaporized by the heat is released to the outside of the cryostat 1.

【0007】しかし、液体ヘリウムは非常に高価なた
め、気化した液体ヘリウムの外部への放出による消費量
が多い程経済的に問題があり、また液体ヘリウムの補給
回数が多くなると、運転効率の点でも問題がある。
However, since liquid helium is very expensive, the larger the amount of vaporized liquid helium released to the outside, the more economically problematic. Also, the more the liquid helium is replenished, the more the operating efficiency is reduced. But there is a problem.

【0008】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は液体ヘリウムの気化を抑制して消費量を
少なくすることにより、経済性の向上及び運転効率の向
上を図ることができる超電導マグネット装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress the vaporization of liquid helium and reduce the consumption amount, thereby improving the economical efficiency and the operating efficiency. It is to provide a superconducting magnet device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、クライオスタット内に液体ヘリウムを収容
すると共に、超電導コイルとこの超電導コイルのクエン
チ時に該コイルに蓄積されるエネルギーをジュール熱と
して放出させて超電導コイルを保護する保護抵抗とを備
えた超電導マグネット装置において、前記クライオスタ
ット内の上部にガス滞留空間部を形成し、このガス滞留
空間部に前記保護抵抗を設けてヘリウムガスにより冷却
するようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention accommodates liquid helium in a cryostat and uses the energy stored in the superconducting coil and the coil when the superconducting coil is quenched as Joule heat. In a superconducting magnet device provided with a protective resistance for releasing and protecting the superconducting coil, a gas retention space is formed in an upper part of the cryostat, and the protection resistance is provided in the gas retention space to cool with a helium gas. It was done like this.

【0010】また、上記構成において、クライオスタッ
トの上部にガス滞留空間部と連通するサービスポートを
設け、ガス滞留空間部のガス圧力が予定値を越えるとサ
ービスポートよりガスを放出させるようにしたものであ
る。
In the above structure, a service port communicating with the gas retention space is provided above the cryostat, and gas is released from the service port when the gas pressure in the gas retention space exceeds a predetermined value. is there.

【0011】[0011]

【作用】このような構成の超電導マグネット装置にあっ
ては、保護抵抗が液体ヘリウムと直接接触しないので、
通常運転時及び超電導コイルのクエンチ時のジュール熱
が液体ヘリウムに伝導されることがなく、液体ヘリウム
の気化を抑制することができる。
In the superconducting magnet device having such a structure, the protective resistance does not come into direct contact with liquid helium.
Joule heat during normal operation and quenching of the superconducting coil is not conducted to liquid helium, and vaporization of liquid helium can be suppressed.

【0012】また、ガス滞留空間部のガス圧力が予定値
を越えるとサービスポートよりガスが放出されるので、
ガス滞留空間部のガス圧力が上昇しても安全性を確保す
ることができる。
Also, when the gas pressure in the gas retention space exceeds a predetermined value, gas is released from the service port,
Even if the gas pressure in the gas retention space increases, safety can be ensured.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1は核磁気共鳴画像診断装置に使用される超電
導マグネット装置の構成例を示すものである。図1にお
いて、11は内筒11a及び外筒11bからなる二重筒
型構成のクライオスタットで、このクライオスタット1
1の軸方向中央には診断空間部が形成されている。ま
た、クライオスタット11の上部にはガスヘリウムを外
部に放出するための減圧弁を接続するサービスポート1
2が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a structural example of a superconducting magnet device used in a nuclear magnetic resonance imaging apparatus. In FIG. 1, reference numeral 11 designates a cryostat having a double-tube configuration composed of an inner cylinder 11a and an outer cylinder 11b.
A diagnostic space portion is formed at the center of 1 in the axial direction. In addition, a service port 1 connected to a pressure reducing valve for releasing gas helium to the outside of the cryostat 11
Two are provided.

【0014】このクライオスタット11内の内筒11a
側に超電導コイル13が軸方向に沿って配置されると共
に、クライオスタット11内の上部にガス滞留空間部1
4を残して液体ヘリウム15が収容されている。また、
クライオスタット11内の下部の液体ヘリウム中に永久
電流スイッチ16が設けられ、さらにガス滞留空間部1
4に保護抵抗17が設けられる。
The inner cylinder 11a in the cryostat 11
Side, the superconducting coil 13 is arranged along the axial direction, and the gas retention space portion 1 is provided in the upper portion of the cryostat 11.
Liquid helium 15 is stored except for 4. Also,
A permanent current switch 16 is provided in the lower liquid helium in the cryostat 11, and the gas retention space 1
4 is provided with a protection resistor 17.

【0015】なお、永久電流スイッチ16及び保護抵抗
17は図2に示す電気回路と同様に超電導コイル13に
対してそれぞれ並列接続されている。このような構成の
超電導マグネット装置において、保護抵抗17がクライ
オスタット11内の上部のガス滞留空間部14に滞留す
るガスヘリウムにより冷却され、保護抵抗17からのジ
ュール熱が吸収される。この場合、ヘリウムガスは熱を
吸収することでボイルシャルルの法則により膨脹し、滞
留空間部14の圧力が上昇する。そして、そのガス圧力
が予定値を越えると減圧弁が働き、サービスポート12
より外部に放出される。
The permanent current switch 16 and the protection resistor 17 are connected in parallel to the superconducting coil 13 as in the electric circuit shown in FIG. In the superconducting magnet device having such a configuration, the protective resistor 17 is cooled by the gas helium staying in the upper gas retaining space 14 in the cryostat 11, and the Joule heat from the protective resistor 17 is absorbed. In this case, the helium gas absorbs heat and expands according to the Boyle-Charles law, and the pressure in the retention space portion 14 rises. When the gas pressure exceeds the planned value, the pressure reducing valve operates and the service port 12
More released to the outside.

【0016】また、超電導コイル13がクエンチし、永
久電流スイッチ16を通して流れる閉回路の電流が分流
して保護抵抗17に流れて、ジュール熱が発生した場合
にも上記作用と同様である。
Also, when the superconducting coil 13 is quenched and the closed circuit current flowing through the permanent current switch 16 is shunted to flow into the protective resistor 17 and Joule heat is generated, the same operation is performed.

【0017】従って、上記実施例のようにクライオスタ
ット11の上部に形成されるガス滞留空間部14に保護
抵抗17を設けることにより、通常運転時及びクエンチ
発生時の何ずれも従来装置に比べて液体ヘリウムの気化
を大幅に抑制することができる。また、クエンチ時にお
いては保護抵抗17から発生するジュール熱は大きい
が、液体ヘリウム15と直接接していないので、やはり
液体ヘリウム15の気化を抑制することができる。これ
により高価な液体ヘリウム15の消費量を減少させるこ
とができるので、ランニングコストを安価になし得る。
Therefore, by providing the protective resistor 17 in the gas retention space 14 formed in the upper portion of the cryostat 11 as in the above embodiment, any deviation between the normal operation and the occurrence of the quench is compared with the conventional apparatus. It is possible to significantly suppress the vaporization of helium. Further, during quenching, the Joule heat generated from the protective resistor 17 is large, but since it is not in direct contact with the liquid helium 15, vaporization of the liquid helium 15 can also be suppressed. As a result, the consumption of expensive liquid helium 15 can be reduced, so that the running cost can be reduced.

【0018】また、液体ヘリウム15の消費量の減少に
より、液体ヘリウムの補給回数が少なくなり、効率のよ
い運転を行うことができる。さらに、ガス滞留空間部1
4のガス圧力が予定値を越えるとサービスポート12の
減圧弁が作動してガスが放出されるので、ガス滞留空間
部14のガス圧力が上昇しても安全性を確保することが
できる。
Further, since the consumption of the liquid helium 15 is reduced, the number of times of replenishing the liquid helium is reduced, and efficient operation can be performed. Furthermore, the gas retention space 1
When the gas pressure of 4 exceeds the predetermined value, the pressure reducing valve of the service port 12 operates to release the gas, so that safety can be secured even if the gas pressure of the gas retention space portion 14 rises.

【0019】なお、上記実施例では核磁気共鳴画像診断
装置に使用される超電導マグネット装置を対象にして述
べたが、他の装置に使用される超電導マグネット装置に
対しても同様に実施できるものである。
In the above embodiment, the superconducting magnet device used in the nuclear magnetic resonance imaging apparatus has been described, but the same can be applied to the superconducting magnet device used in other devices. is there.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、液体
ヘリウムの気化を抑制して消費量を少なくなるようにし
たので、経済性の向上及び運転効率の向上を図ることが
できる超電導マグネット装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, since the vaporization of liquid helium is suppressed and the consumption amount is reduced, the superconducting magnet which can improve the economical efficiency and the operation efficiency can be achieved. A device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による超電導マグネット装置の一実施例
を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a superconducting magnet device according to the present invention.

【図2】超電導マグネット装置のクライオスタット内の
超電導コイル、永久電流スイッチ及び保護抵抗と外部電
源との接続回路図。
FIG. 2 is a connection circuit diagram of a superconducting coil, a persistent current switch and a protection resistor in a cryostat of a superconducting magnet device and an external power source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11……クライオスタット、12……サービスポート、
13……超電導コイル、14……ガス滞留空間、15…
…液体ヘリウム、16……永久電流スイッチ、17……
保護抵抗。
11 ... Cryostat, 12 ... Service port,
13 ... Superconducting coil, 14 ... Gas retention space, 15 ...
… Liquid helium, 16 …… Permanent current switch, 17 ……
Protection resistance.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クライオスタット内に液体ヘリウムを収
容すると共に、超電導コイルとこの超電導コイルのクエ
ンチ時に該コイルに蓄積されるエネルギーをジュール熱
として放出させて超電導コイルを保護する保護抵抗とを
備えた超電導マグネット装置において、前記クライオス
タット内の上部にガス滞留空間部を形成し、このガス滞
留空間部に前記保護抵抗を設けてヘリウムガスにより冷
却することを特徴とする超電導マグネット装置。
1. A superconducting device which contains liquid helium in a cryostat and which has a superconducting coil and a protective resistance for releasing energy stored in the superconducting coil as Joule heat when the superconducting coil is quenched to protect the superconducting coil. A superconducting magnet device, wherein in the magnet device, a gas retention space is formed in an upper part of the cryostat, and the gas resistance space is provided with the protective resistance to cool with a helium gas.
【請求項2】 クライオスタットの上部にガス滞留空間
部と連通するサービスポートを設け、ガス滞留空間部の
ガス圧力が予定値を越えると前記サービスポートよりガ
スを放出させることを特徴とする請求項1に記載の超電
導マグネット装置。
2. A service port communicating with the gas retention space is provided above the cryostat, and gas is discharged from the service port when the gas pressure in the gas retention space exceeds a predetermined value. The superconducting magnet device described in.
JP32347693A 1993-12-22 1993-12-22 Superconducting magnet device Pending JPH07183116A (en)

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JP (1) JPH07183116A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11961661B2 (en) 2019-07-10 2024-04-16 Mitsubishi Electric Corporation Superconducting magnet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11961661B2 (en) 2019-07-10 2024-04-16 Mitsubishi Electric Corporation Superconducting magnet

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