JPH07183116A - 超電導マグネット装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【符号の説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。