JP2015079786A - Superconducting magnet transportation container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用の磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩという）装置などに用いられて強磁場を発生する超電導マグネットの運搬容器に関する。 The present invention relates to a transport container for a superconducting magnet that is used in a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus for medical use and generates a strong magnetic field.
一般に、ＭＲＩ用超電導マグネット（以下、単に超電導マグネットという）は、製造後に液体ヘリウム等の極低温冷媒を充填することによって冷却され、設置場所となる病院やクリニックなどの最終目的地へ出荷される。このとき、超電導マグネットを極低温に冷却するために、１,０００−２,０００リットル（Ｌ）の極低温冷媒が超電導マグネットの内部に溜められている。この極低温冷媒は高価であり、超電導マグネットへの充填及び超電導マグネットからの抜き取りの際に大量に気化して失われる。従って、この高価な極低温冷媒の消失を抑制すると共に、極低温に冷却された超電導マグネットの温度上昇を避けるために、超電導マグネットは、極低温冷媒を内部に溜めたままの状態で運搬が可能であるように作られている。 In general, a superconducting magnet for MRI (hereinafter simply referred to as a superconducting magnet) is cooled by being filled with a cryogenic refrigerant such as liquid helium after manufacture, and shipped to a final destination such as a hospital or clinic where it is installed. At this time, in order to cool the superconducting magnet to a cryogenic temperature, 1,000 to 2,000 liters (L) of a cryogenic refrigerant is stored inside the superconducting magnet. This cryogenic refrigerant is expensive and is vaporized and lost in large quantities when filling the superconducting magnet and extracting it from the superconducting magnet. Therefore, in order to suppress the disappearance of this expensive cryogenic refrigerant and avoid the temperature rise of the superconducting magnet cooled to a cryogenic temperature, the superconducting magnet can be transported while the cryogenic refrigerant is stored inside. It is made to be.
超電導マグネットについて、出荷から最終目的地において所定の磁場を発生するまでのプロセスは次に示すとおりである。まず、超電導マグネットは、製造業者によって製造過程で冷却されて出荷される。製造から出荷までに要する時間にも依存するが、超電導マグネットが最終目的地に着いたときには、内部に溜められていた極低温冷媒は蒸発により減少している。輸出などで運送に時間を要する場合には、極低温冷媒が全て蒸発してしまっている場合もあるが、この場合でも超電導マグネットの温度は、室温まで上昇することが無く、最高でも１００Ｋ（ケルビン）程度にとどまるように工夫されている。最終目的地において超電導マグネットは、極低温冷媒が補充された後に所定の磁場を発生させ、医療用の磁気共鳴イメージング装置の一部として機能する。 Regarding the superconducting magnet, the process from shipment to generation of a predetermined magnetic field at the final destination is as follows. First, the superconducting magnet is cooled and shipped by the manufacturer during the manufacturing process. Although it depends on the time required from manufacture to shipment, when the superconducting magnet arrives at the final destination, the cryogenic refrigerant stored inside is reduced by evaporation. When transport takes time for export, all cryogenic refrigerant may have evaporated, but even in this case, the temperature of the superconducting magnet does not rise to room temperature and is at most 100K (Kelvin) ) It is devised to stay to the extent. At the final destination, the superconducting magnet generates a predetermined magnetic field after being supplemented with a cryogenic refrigerant, and functions as a part of a medical magnetic resonance imaging apparatus.
ここで、全身撮影に用いられる一般のＭＲＩ用の超電導マグネットは大型であって、その重量が４,０００キログラム（ｋｇ）を超えており、内部の液体ヘリウム槽に溜める極低温冷媒の体積が１,０００リットルを超えるので非常に熱容量が大きい。このため、運搬中も超電導マグネットの温度の上昇は緩やかであり、極低温冷媒を内部に溜めたまま、例えば１０日間程度の運搬を行うことが可能である。従って、超電導マグネットの冷却は、製造後に一旦製造工場で冷却し、その後病院やクリニックに出荷した場合には出荷先の設置場所において極低温冷媒を追加するだけで終了する。 Here, a general superconducting magnet for MRI used for whole body photography is large in size, and its weight exceeds 4,000 kilograms (kg), and the volume of the cryogenic refrigerant stored in the liquid helium tank is 1 Since it exceeds 1,000 liters, the heat capacity is very large. For this reason, the temperature of the superconducting magnet rises gradually during transportation, and the transportation can be carried out, for example, for about 10 days while the cryogenic refrigerant is stored inside. Therefore, when the superconducting magnet is cooled once at the manufacturing factory after manufacturing and then shipped to a hospital or clinic, it is simply completed by adding the cryogenic refrigerant at the installation location of the shipping destination.
上述したような大型の超電導マグネットを輸送及び運搬する際に超電導マグネットの温度上昇を抑制するための技術が、特許文献１〜３に開示されている。
特許文献１に開示の超電導電磁石は、真空容器中に設けられ、冷却用の冷媒を収容した冷媒容器中に配設された超電導コイルと、上記真空容器を経て上記冷媒容器の上部に設けられた冷凍機と、上記冷凍機の低温ステージと上記超電導コイルとを熱短絡する伝導冷却部材とを備えたことを特徴とする。
Patent Documents 1 to 3 disclose techniques for suppressing the temperature rise of a superconducting magnet when transporting and transporting a large superconducting magnet as described above.
The superconducting electromagnet disclosed in Patent Document 1 is provided in a vacuum vessel, and is provided on a superconducting coil disposed in a refrigerant vessel containing a cooling refrigerant, and on the refrigerant vessel via the vacuum vessel. It is characterized by comprising a refrigerator, a conductive cooling member that thermally short-circuits the low-temperature stage of the refrigerator and the superconducting coil.
特許文献２に開示の輸送コンテナは、少なくとも１つの極低温冷却される装置を運搬車両で運搬するための輸送コンテナであって、前記極低温冷却される装置の温度及び／又は圧力を監視し、極低温を維持するように前記極低温冷却される装置に冷媒を循環させる極低温冷却システムと、前記輸送コンテナの外側からアクセス可能な電源インレットであって、前記運搬車両によって提供される外部電源からの電力を前記極低温冷却システムに接続する電源インレットと、を有する。 The transport container disclosed in Patent Document 2 is a transport container for transporting at least one cryocooled device in a transport vehicle, and monitors the temperature and / or pressure of the cryocooled device, A cryogenic cooling system that circulates refrigerant to the cryogenically cooled device to maintain a cryogenic temperature, and a power inlet accessible from outside the transport container, from an external power source provided by the transport vehicle A power inlet connecting the power to the cryogenic cooling system.
特許文献３に開示の磁気共鳴イメージング装置の調整方法は、超電導磁石を備えた磁気共鳴イメージング装置の調整方法であって、予め製造された超電導磁石を、設置すべき施設とは異なる励磁用施設に輸送して仮設置し、超電導磁石の超電導コイルを冷媒により冷却し、外部電源より電流供給して励磁する作業を、所定の定格電流が流れるまで繰り返す冷却・励磁工程と、前記定格電流により励磁された前記超電導コイルを一旦消磁し、前記冷媒により冷却した状態のまま、前記超電導磁石を前記設置すべき施設まで輸送する消磁・輸送工程と、前記設置すべき施設に前記超電導磁石を据え付け、前記超電導コイルに外
部電源から所定の定格電流を供給して励磁する据え付け工程とを有することを特徴とする。
The method of adjusting a magnetic resonance imaging apparatus disclosed in Patent Document 3 is an adjustment method of a magnetic resonance imaging apparatus including a superconducting magnet, and the superconducting magnet manufactured in advance is placed in an excitation facility different from the facility to be installed. Transportation and temporary installation, cooling the superconducting coil of the superconducting magnet with a refrigerant, supplying current from an external power source and exciting it until the specified rated current flows, and the excitation / excitation process. The superconducting coil is once demagnetized and cooled by the refrigerant, and the superconducting magnet is transported to the facility to be installed, and the superconducting magnet is installed in the facility to be installed. And an installation step of exciting the coil by supplying a predetermined rated current from an external power source.
上述の特許文献１及び特許文献２に開示の技術では、超電導マグネットの温度上昇を抑制するために、共に運送途中あるいは保管中に超電導マグネットに搭載されている冷凍機を運転することを前提としている。しかし、冷凍機を運転するには、そのための電源の存在が必要となる。現実の運搬や保管の現場では、冷凍機用の電源が運搬途中や保管中に使用可能であるとは必ずしも限らず、また実際に冷凍機を運転する場合には外部に設けられたコンプレッサーも同時に運転することが必須である。このように冷凍機のための配管作業やコンプレッサーからの排気熱のための対策が必要となるという問題が生じるので、運搬途中や保管中には実現困難な技術である。 The techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above are based on the premise that the refrigerator mounted on the superconducting magnet is operated during transportation or storage in order to suppress the temperature rise of the superconducting magnet. . However, in order to operate the refrigerator, it is necessary to have a power source for that purpose. In actual transportation and storage sites, the power supply for the refrigerator is not always available during transportation or storage, and when the refrigerator is actually operated, an external compressor is also installed at the same time. It is essential to drive. In this way, there arises a problem that measures for piping work for the refrigerator and exhaust heat from the compressor are required, which is a technique that is difficult to realize during transportation and storage.
また、上述の特許文献３に開示の技術では、最終目的地に到達するまでの間に冷却・励磁場所を設け、そこで超電導マグネットを冷却して一旦励磁する。しかし、特許文献３に開示の技術の目的は、最終目的地に搬入される前に超電導マグネットのトレーニングを終えておき、最終目的地での超電導マグネットのトレーニングを不要とすることであり、最終目的地に到達する前段階で励磁作業を実施する技術である。従って、特許文献３の技術は、超電導マグネットを冷却する工程を有しているものの、輸送及び運搬する際に超電導マグネットの温度上昇を抑制する技術であるとは言い難い。 In the technique disclosed in Patent Document 3 described above, a cooling / excitation place is provided until the final destination is reached, where the superconducting magnet is cooled and excited once. However, the purpose of the technique disclosed in Patent Document 3 is to finish the training of the superconducting magnet before being brought into the final destination, and to eliminate the training of the superconducting magnet at the final destination. It is a technology that performs excitation work before reaching the ground. Therefore, although the technique of patent document 3 has the process which cools a superconducting magnet, it cannot be said that it is a technique which suppresses the temperature rise of a superconducting magnet at the time of transportation and carrying.
上述の特許文献のように、輸送及び運搬する際に大型の超電導マグネットの温度上昇を抑制する工夫は様々になされているが、近年、人間の四肢用ＭＲＩや動物用（特に、小動物用）ＭＲＩに用いる小型のＭＲＩ用超電導マグネットが開発されて、実際に使用されている。この超電導マグネットは小型であって、その重量は５００ｋｇ以下であり、内部に溜めることのできる極低温冷媒（液体ヘリウム）の体積は１００リットル以下である。 As described in the above-mentioned patent documents, various devices have been made to suppress the temperature rise of a large superconducting magnet during transportation and transportation, but in recent years, MRI for human limbs and MRI for animals (particularly for small animals). A small superconducting magnet for MRI used in the field has been developed and is actually used. This superconducting magnet is small in size, weighing 500 kg or less, and the volume of cryogenic refrigerant (liquid helium) that can be stored inside is 100 liters or less.
このように、小型超電導マグネットは、上述した大型超電導マグネットの数分の１〜１０分の１程度の大きさしかないため、熱容量が小さい。従って、小型超電導マグネットにおいては、１０日間程度の運搬においても極低温冷媒が蒸発してしまい、さらに超電導マグネットの温度も上昇してしまうので、極低温冷媒を溜めたままの運搬はごく限られた短い期間しか許されないという問題がある。 Thus, the small superconducting magnet has a small heat capacity because it is only about 1/10 of the size of the large superconducting magnet described above. Therefore, in a small superconducting magnet, the cryogenic refrigerant evaporates even during transportation for about 10 days, and the temperature of the superconducting magnet also rises, so the transportation with the cryogenic refrigerant stored is very limited. There is a problem that only a short period is allowed.
超電導マグネットの温度が上昇してしまった場合には、最終目的地に到着後、超電導マグネットの収納容器であるクライオスタット真空槽の真空引き作業、及び最終的な極低温冷媒よりも高い沸点を持つ冷媒による予冷作業が、設置時の通常の作業の前に余分に必要となる。
このような真空引き作業や予冷作業を行うためには、当該作業に専用の機材や装置、予冷用の冷媒である液体窒素などが必要であり、またそうした作業を間違いなく実施できる熟練した技術をもつ作業者も必要になる。こうした一連の作業は製造業者の工場で行うならば負担は小さいが、病院やクリニックといった最終目的地において機材の準備や作業者の手配をしなくてはならないということは、製造業者に極めて大きな負担が生じるという問題となる。前述した特許文献１〜３は、大型の超電導マグネットの輸送及び運搬する際の技術を開示するものであり、小型超電導マグネットの輸送時の問題解決技術、特に、輸送時の温度上昇を抑える技術を開示するものとはなっていない。
When the temperature of the superconducting magnet has risen, after arriving at the final destination, the vacuuming operation of the cryostat vacuum chamber, which is the superconducting magnet storage container, and the refrigerant having a higher boiling point than the final cryogenic refrigerant The pre-cooling work by is required extra before the normal work at the time of installation.
In order to perform such vacuuming work and pre-cooling work, special equipment and equipment, liquid nitrogen that is a pre-cooling refrigerant, etc. are necessary for such work, and skilled technology that can definitely carry out such work is required. A worker who has it is also necessary. Such a series of work is less burdensome if it is performed at the manufacturer's factory, but the fact that the equipment must be prepared and the operator must be arranged at the final destination such as a hospital or clinic is a huge burden on the manufacturer. It becomes a problem that occurs. Patent Documents 1 to 3 described above disclose techniques for transporting and transporting large superconducting magnets, and are techniques for solving problems during transportation of small superconducting magnets, particularly techniques for suppressing temperature rise during transportation. It is not intended to be disclosed.
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、輸送運搬中における小型ＭＲＩ用超電導マグネットの温度上昇を抑制することができる超電導マグネット運搬容器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a superconducting magnet transport container capable of suppressing the temperature rise of the superconducting magnet for small MRI during transport and transport.
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明による超電導マグネット運搬容器は、冷媒が装入された超電導マグネットを収納して運搬するための超電導マグネット運搬容器であって、前記超電導マグネットを内部に収納する容器本体と、前記容器本体に収納された超電導マグネットに接続されると共に、該超電導マグネットを取り囲むように配置されて、前記超電導マグネット内で気化した冷媒を流通させる冷却配管と、前記超電導マグネット内で気化して前記冷却配管を流通した冷媒を外部に流出させる流出口と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
A superconducting magnet transport container according to the present invention is a superconducting magnet transport container for storing and transporting a superconducting magnet charged with a refrigerant, the container main body storing the superconducting magnet therein, and the container main body. Connected to the superconducting magnet and disposed so as to surround the superconducting magnet, a cooling pipe for circulating the refrigerant vaporized in the superconducting magnet, and vaporized in the superconducting magnet and circulated through the cooling pipe And an outflow port through which the refrigerant flows out.
ここで、前記容器本体が、断熱層を有するとよい。
また、前記容器本体の内部に、前記収納された超電導マグネットを覆う遮蔽体を有し、前記冷却配管が、前記遮蔽体の壁面を取り囲むことで前記超電導マグネットを取り囲むように配置されているとよい。
Here, the said container main body is good to have a heat insulation layer.
The container main body may include a shielding body that covers the stored superconducting magnet, and the cooling pipe may be disposed so as to surround the superconducting magnet by surrounding a wall surface of the shielding body. .
本発明の超電導マグネット運搬容器によれば、輸送運搬中における小型ＭＲＩ用超電導マグネットの温度上昇を抑制して、最終目的地での真空引き作業や予冷作業などを省略することができる。 According to the superconducting magnet carrying container of the present invention, it is possible to suppress the temperature rise of the superconducting magnet for small MRI during transportation and carrying, and to omit vacuuming work or precooling work at the final destination.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
図１を参照し、本実施形態による超電導マグネット運搬容器１の構成を説明する。図１は、超電導マグネット２を収納する超電導マグネット運搬容器１の内部の概略構成を示す図である。
図１を参照して、超電導マグネット運搬容器１は、極低温冷媒である液体ヘリウムが注入された超電導マグネット２を収納して運搬するための容器であって、超電導マグネット２を囲むように覆う熱シールド板（遮蔽体）３と、熱シールド板３に覆われた超電導マグネット２に接続されると共に熱シールド板３の壁面に沿って配置されて、超電導マグネット２内で気化した極低温冷媒を流通させる冷却配管４と、冷却配管４が配置された熱シールド板３を囲むように覆う筐体である容器本体（容器真空槽）５とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
With reference to FIG. 1, the structure of the superconducting magnet transport container 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the inside of a superconducting magnet carrying container 1 that houses a superconducting magnet 2.
Referring to FIG. 1, a superconducting magnet transport container 1 is a container for storing and transporting a superconducting magnet 2 into which liquid helium, which is a cryogenic refrigerant, is injected, and heat that covers the superconducting magnet 2 so as to surround it. Connected to the shield plate (shielding body) 3 and the superconducting magnet 2 covered by the heat shield plate 3 and arranged along the wall surface of the heat shield plate 3 to distribute the cryogenic refrigerant vaporized in the superconducting magnet 2 And a container main body (container vacuum chamber) 5 that is a casing that covers the heat shield plate 3 on which the cooling pipe 4 is disposed.
図２を参照し、超電導マグネット運搬容器１に収納される超電導マグネット２の構成を説明する。図２は、超電導マグネット２の内部構成の概略を示す断面図である。
超電導マグネット２は、例えば、人間の四肢用ＭＲＩや動物用（特に、実験用マウスなどの小動物用）ＭＲＩに用いる小型のＭＲＩ用超電導マグネットである。超電導マグネット２（以下、小型超電導マグネット２という）は、ＭＲＩ法による画像撮像の対象として人間の四肢や動物などの被検査対象が内周面側に配置される略円筒状の室温ボア２０と、略円筒形状の室温ボア２０の外周側を取り囲んで密閉された空間である略円筒形状の液体ヘリウム槽２１と、略円筒形状の液体ヘリウム槽２１の外周側を取り囲んで密閉された真空槽２２と、真空槽２２の外側から該真空槽２２を貫通して液体ヘリウム槽２１まで形成されて該液体ヘリウム槽２１と真空槽２２の外側の空間とを連通する連通部２３とを備えている。上述の室温ボア２０、液体ヘリウム槽２１、真空槽２２、及び連通部２３は、例えば腐食に強いステンレス鋼等の金属で構成されており、略円筒形状の室温ボア２０の２つの開口を閉鎖しないように一体に形成されるので、液体ヘリウム槽２１は連通部２３と接続する開口部分を除いて気密に密閉され、真空槽２２も気密に密閉されている。
With reference to FIG. 2, the structure of the superconducting magnet 2 accommodated in the superconducting magnet carrying container 1 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of the internal configuration of the superconducting magnet 2.
The superconducting magnet 2 is a small superconducting magnet for MRI used for, for example, MRI for human limbs and MRI for animals (especially for small animals such as experimental mice). A superconducting magnet 2 (hereinafter referred to as a small superconducting magnet 2) is a substantially cylindrical room temperature bore 20 in which a subject to be inspected, such as a human limb or an animal, is arranged on the inner peripheral surface side as an object of image capturing by the MRI method. A substantially cylindrical liquid helium tank 21 which is a sealed space surrounding the outer peripheral side of the substantially cylindrical room temperature bore 20; and a vacuum tank 22 which surrounds and seals the outer peripheral side of the substantially cylindrical liquid helium tank 21; And a communication portion 23 that is formed from the outside of the vacuum chamber 22 through the vacuum chamber 22 to the liquid helium tank 21 and communicates the liquid helium tank 21 and the space outside the vacuum tank 22. The room temperature bore 20, the liquid helium tank 21, the vacuum tank 22, and the communication portion 23 are made of metal such as stainless steel that is resistant to corrosion, and do not close the two openings of the substantially cylindrical room temperature bore 20. Thus, the liquid helium tank 21 is hermetically sealed except for the opening connected to the communication portion 23, and the vacuum tank 22 is also hermetically sealed.
小型超電導マグネット２は、室温ボア２０内にＭＲＩ法による撮像に必要な強磁場を形
成する巻線部２４を、液体ヘリウム槽２１内に有する。巻線部２４は、例えば、ＣｕＮｉ/ＮｂＴｉなどの超電導体で形成された超電導線で構成される。この超電導線で構成された巻線部２４は、液体ヘリウムなどによって超電導転移点である４.２Ｋ付近にまで冷却される必要があるため、液体ヘリウム槽２１内には、巻線部２４を冷却する冷媒として液体ヘリウムが装入される。
The small superconducting magnet 2 has a winding portion 24 in the liquid helium tank 21 that forms a strong magnetic field necessary for imaging by the MRI method in the room temperature bore 20. The winding part 24 is composed of a superconducting wire formed of a superconductor such as CuNi / NbTi, for example. Since the winding portion 24 composed of this superconducting wire needs to be cooled to around 4.2 K which is the superconducting transition point by liquid helium or the like, the winding portion 24 is cooled in the liquid helium tank 21. Liquid helium is charged as the refrigerant.
液体ヘリウムは、連通部２３から液体ヘリウム槽２１内へ装入され、装入直後は、巻線部２４全体が液体ヘリウムに十分に浸されて冷却されている。このように、液体ヘリウムが装入されて極低温にまで冷却された液体ヘリウム槽２１は、上述の真空槽２２によって取り囲まれている。
真空槽２２は、排気されて真空となった空間であり、液体ヘリウム槽２１を取り囲むことによって、小型超電導マグネット２の外部の環境（外部環境）から液体ヘリウム槽２１を隔絶し、液体ヘリウム槽２１への熱の侵入を抑制する。真空状態の真空槽２２は、外部環境からの輻射熱が液体ヘリウム槽２１へ侵入するのを防ぐ（遮蔽する）ために、例えばアルミニウムなどの金属で形成された熱シールド２５を内部に備えている。熱シールド２５は、真空槽２２内において、液体ヘリウム槽２１の外周面全体を取り囲むように形成された金属製の膜状又は板状の部材であり、例えば、軽量で輻射熱の遮蔽能力に優れたアルミニウムなどで構成される。
Liquid helium is charged into the liquid helium tank 21 from the communication portion 23, and immediately after the charging, the entire winding portion 24 is sufficiently immersed in liquid helium and cooled. Thus, the liquid helium tank 21 charged with liquid helium and cooled to an extremely low temperature is surrounded by the vacuum tank 22 described above.
The vacuum chamber 22 is a space that is evacuated to a vacuum, and surrounds the liquid helium tank 21 to isolate the liquid helium tank 21 from the environment outside the small superconducting magnet 2 (external environment). Suppresses heat intrusion. The vacuum chamber 22 in a vacuum state includes a heat shield 25 formed of a metal such as aluminum in order to prevent (shield) radiation heat from the external environment from entering the liquid helium tank 21. The heat shield 25 is a metal film-like or plate-like member formed so as to surround the entire outer peripheral surface of the liquid helium tank 21 in the vacuum tank 22. For example, the heat shield 25 is lightweight and excellent in shielding ability of radiant heat. Consists of aluminum and the like.
このように、小型超電導マグネット２は、熱シールド２５を備えた真空の真空槽２２によって外部環境から液体ヘリウム槽２１への熱の侵入を大きく抑制するものであるが、液体ヘリウム槽２１への熱の侵入経路は様々であり、この熱の侵入を完全に遮断することは困難である。従って、液体ヘリウム槽２１に侵入する熱によって、僅かではあるが継続的に液体ヘリウム槽２１内の液体ヘリウムが蒸発する。 As described above, the small superconducting magnet 2 largely suppresses the invasion of heat from the external environment to the liquid helium tank 21 by the vacuum vacuum tank 22 provided with the heat shield 25. There are various intrusion paths, and it is difficult to completely block this heat intrusion. Therefore, the liquid helium in the liquid helium tank 21 is continuously evaporated by the heat entering the liquid helium tank 21 although it is slight.
蒸発して気体となったヘリウムは、連通部２３の外部環境側の開口２６近傍に設けられて、熱シールド２５および液体ヘリウム槽２１を冷却する２段の冷却ステージを持つ小型冷凍機などによって再び凝縮されて液体ヘリウム槽２１へ戻るが、製造業者の工場から病院やクリニックといった最終目的地までの輸送中における小型超電導マグネット２は、冷凍機を動作させるための電源を確保できない場合が多い。従って、蒸発した液体ヘリウムは、輸送中に当該開口２６から小型超電導マグネット２の外部へ拡散して回収できなくなってしまい、ひいては、小型超電導マグネット２の温度が上昇するようになる。 The helium that has been evaporated into gas is provided again in the vicinity of the opening 26 on the external environment side of the communication portion 23, and again by a small refrigerator having a two-stage cooling stage for cooling the heat shield 25 and the liquid helium tank 21. Although condensed and returned to the liquid helium tank 21, the small superconducting magnet 2 during transportation from the manufacturer's factory to a final destination such as a hospital or clinic often cannot secure a power source for operating the refrigerator. Therefore, the evaporated liquid helium diffuses from the opening 26 to the outside of the small superconducting magnet 2 during transportation and cannot be recovered, and as a result, the temperature of the small superconducting magnet 2 rises.
そこで、本実施形態では、内部に液体ヘリウムを貯留した状態にある小型超電導マグネット２を昇温させることなく輸送可能とする「超電導マグネット運搬容器」を開示する。
本実施形態による超電導マグネット運搬容器１は、小型超電導マグネット２を内部に収納する容器本体５と、容器本体５に収納された小型超電導マグネット２に接続されると共に、この小型超電導マグネット２を取り囲むように配置されて、小型超電導マグネット２内で気化した冷媒を流通させる冷却配管４と、小型超電導マグネット２内で気化して冷却配管４を流通した冷媒を外部に流出させる流出口６と、を備えている。この構成によって、輸送中における小型超電導マグネット２の周囲の温度を低く保つことで、小型超電導マグネット２の液体ヘリウム槽２１へ侵入する熱の量を抑制し、液体ヘリウムの蒸発を抑制する。
Therefore, in the present embodiment, a “superconducting magnet carrying container” is disclosed that allows the small superconducting magnet 2 in a state in which liquid helium is stored therein to be transported without raising the temperature.
The superconducting magnet carrying container 1 according to the present embodiment is connected to a container main body 5 that houses a small superconducting magnet 2 and a small superconducting magnet 2 housed in the container main body 5, and surrounds the small superconducting magnet 2. And a cooling pipe 4 through which the refrigerant evaporated in the small superconducting magnet 2 flows, and an outlet 6 through which the refrigerant vaporized in the small superconducting magnet 2 and circulated through the cooling pipe 4 flows out. ing. With this configuration, by keeping the temperature around the small superconducting magnet 2 during transportation low, the amount of heat entering the liquid helium tank 21 of the small superconducting magnet 2 is suppressed, and the evaporation of liquid helium is suppressed.
以下、超電導マグネット運搬容器１について、図１及び図３を参照しながら、詳細構成を説明する。
まず、図１、図３に示す如く、輸送対象となる小型超電導マグネット２は、超電導マグネット運搬容器１の内部に格納されるが、格納された小型超電導マグネット２の直近には、熱シールド板（遮蔽体）３が配置されている。
Hereinafter, the detailed configuration of the superconducting magnet transport container 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
First, as shown in FIGS. 1 and 3, the small superconducting magnet 2 to be transported is stored inside the superconducting magnet transport container 1, and in the immediate vicinity of the stored small superconducting magnet 2, a heat shield plate ( Shield 3) is arranged.
超電導マグネット運搬容器１の熱シールド板（遮蔽体）３は、金属製の膜状又は板状の部材であって、小型超電導マグネット２の全体を取り囲んで覆う（収納する）ことが可能な箱型の筐体となるように構成されており、例えば軽量で輻射熱の遮蔽能力に優れたアルミニウムなどを用いて構成される。
図１に示すように、遮蔽体３は、小型超電導マグネット２の全体を取り囲んで覆うことができれば、円筒形状に構成されても、直方体又は立方体形状に構成されてもよい。小型
超電導マグネット２を遮蔽体３で取り囲むことにより、遮蔽体３の外部から小型超電導マグネット２への輻射熱等による入熱を防ぐことができる。
The heat shield plate (shielding body) 3 of the superconducting magnet transport container 1 is a metal film-like or plate-like member that can surround (cover) the entire small superconducting magnet 2. For example, it is made of aluminum that is lightweight and excellent in shielding ability against radiant heat.
As shown in FIG. 1, the shield 3 may be configured in a cylindrical shape, a rectangular parallelepiped, or a cube as long as it can surround and cover the entire small superconducting magnet 2. By enclosing the small superconducting magnet 2 with the shield 3, heat input from the outside of the shield 3 to the small superconducting magnet 2 due to radiation heat or the like can be prevented.
図３は、小型超電導マグネット２を収納する超電導マグネット運搬容器１の内部を一側面から透視したときの概略構成を示す図である。
図１及び図３に示すように、冷却配管４は、両端が開口した管状の部材（管体）であって、遮蔽体３の外周面（外表面）を取り囲むように形成された部材であり、例えば銅や腐食に強いステンレス鋼等の金属で構成されている。冷却配管４は、その一端が遮蔽体３内の小型超電導マグネット２の連通部２３の外部環境側の開口２６に接続されて遮蔽体３の外部へ引き出され、遮蔽体３の外周面に沿って該遮蔽体３を幾重にも取り囲み（言い換えれば、螺旋状に取り囲み）、他端が後述する容器本体（容器真空槽）５の外部に露出する。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration when the inside of the superconducting magnet carrying container 1 that houses the small superconducting magnet 2 is seen through from one side.
As shown in FIGS. 1 and 3, the cooling pipe 4 is a tubular member (tubular body) having both ends opened, and is a member formed so as to surround the outer peripheral surface (outer surface) of the shield 3. For example, it is made of a metal such as copper or stainless steel resistant to corrosion. One end of the cooling pipe 4 is connected to the opening 26 on the external environment side of the communication portion 23 of the small superconducting magnet 2 in the shield 3 and is drawn out of the shield 3, along the outer peripheral surface of the shield 3. The shield 3 is surrounded several times (in other words, spirally), and the other end is exposed to the outside of a container body (container vacuum chamber) 5 described later.
図１において、一端が小型超電導マグネット２の連通部２３の開口２６に接続された冷却配管４は、遮蔽体３内で一旦小型超電導マグネット２の下側（図１の紙面に向かって下側）へ引きまわされて、遮蔽体３の下側から該遮蔽体３の外部へ引き出されている。遮蔽体３の外部へ引き出された冷却配管４は、遮蔽体３の外表面に接して該外表面を螺旋状に幾重にも取り囲み、遮蔽体３の上方（上側）まで取り囲むと、遮蔽体３から離れると共に後述する容器本体（容器真空槽）５を貫通して該容器本体（容器真空槽）５の外部へ他端の開口を露出させる。このように、冷却配管４は、遮蔽体３の外表面である壁面を取り囲むことで小型超電導マグネット２を取り囲んでいる。 In FIG. 1, the cooling pipe 4 whose one end is connected to the opening 26 of the communicating portion 23 of the small superconducting magnet 2 is once below the small superconducting magnet 2 in the shield 3 (downward toward the paper surface of FIG. 1). To the outside of the shield 3 from the lower side of the shield 3. When the cooling pipe 4 drawn to the outside of the shield 3 touches the outer surface of the shield 3 and surrounds the outer surface in a spiral manner and surrounds the shield 3 above (upper side), the shield 3 And the opening of the other end is exposed to the outside of the container main body (container vacuum tank) 5 through the container main body (container vacuum tank) 5 described later. Thus, the cooling pipe 4 surrounds the small superconducting magnet 2 by surrounding the wall surface which is the outer surface of the shield 3.
このような構成及び配置の冷却配管４によって、小型超電導マグネット２の液体ヘリウム槽２１で気化して蒸発したヘリウムガスは、連通部２３の開口２６から冷却配管４内を通りながら遮蔽体３の外表面上を何周も回って、冷却配管４の他端の開口から容器本体（容器真空槽）５の外部へ流出する（排出される）。この他端の開口は、冷却配管４を流通した冷媒であるヘリウムガスを超電導マグネット運搬容器１の外部へ流出させる流出口６として働く。連通部２３の開口２６から流出した非常に低温のヘリウムガスが冷却配管４内を通りながら遮蔽体３の外表面上を何周も回ることによって、冷却配管４と接する遮蔽体３が冷却されて、遮蔽体３内の小型超電導マグネット２の周囲の温度は非常に低く保たれる。 The helium gas evaporated and evaporated in the liquid helium tank 21 of the small superconducting magnet 2 by the cooling pipe 4 having such a configuration and arrangement passes through the inside of the cooling pipe 4 from the opening 26 of the communication portion 23 and is outside the shield 3. It goes around the surface many times and flows out (discharged) from the opening at the other end of the cooling pipe 4 to the outside of the container main body (container vacuum tank) 5. The opening at the other end serves as an outlet 6 through which helium gas, which is a refrigerant flowing through the cooling pipe 4, flows out of the superconducting magnet transport container 1. The very low temperature helium gas that has flowed out of the opening 26 of the communication portion 23 goes around the outer surface of the shield 3 while passing through the cooling pipe 4, whereby the shield 3 in contact with the cooling pipe 4 is cooled. The temperature around the small superconducting magnet 2 in the shield 3 is kept very low.
従って、冷却配管４と遮蔽体３は、可能な限り大きな接触面積で接していることが好ましい。この接触面積を大きく確保するために、冷却配管４が遮蔽体３の周りを取り囲む回数（つまり巻数）を増やしたり、冷却配管４を遮蔽体３の外表面へロウ付けして密着させたりといった工夫が可能である。本実施形態による冷却配管４は、遮蔽体３の外表面へロウ付けされることで遮蔽体３との接触面積を大きく確保し、冷却配管４と遮蔽体３の間での熱交換を促進する。 Therefore, it is preferable that the cooling pipe 4 and the shield 3 are in contact with each other with a contact area as large as possible. In order to ensure a large contact area, the cooling pipe 4 is increased in the number of times surrounding the shield 3 (that is, the number of turns), or the cooling pipe 4 is brazed to the outer surface of the shield 3 so as to be in close contact therewith. Is possible. The cooling pipe 4 according to the present embodiment secures a large contact area with the shield 3 by being brazed to the outer surface of the shield 3, and promotes heat exchange between the cooling pipe 4 and the shield 3. .
図１に示す冷却配管４は、該冷却配管４を長手方向に垂直な方向で切断したときの断面開口がほぼ円形であるが、当該断面開口の形状は円形に限らない。断面開口が多角形となる管体を冷却配管４として用いてもよい。
また、冷却配管４を、遮蔽体３内で小型超電導マグネット２の下側へ引きまわしてから遮蔽体３の外部へ引き出したが、この冷却配管４を、小型超電導マグネット２の上側から遮蔽体３の外部へ引き出して遮蔽体３の外表面を取り囲むように構成してもよい。
The cooling pipe 4 shown in FIG. 1 has a substantially circular cross-sectional opening when the cooling pipe 4 is cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, but the shape of the cross-sectional opening is not limited to a circle. A pipe body having a polygonal cross-sectional opening may be used as the cooling pipe 4.
Further, the cooling pipe 4 is drawn to the lower side of the small superconducting magnet 2 in the shielding body 3 and then pulled out of the shielding body 3. The cooling pipe 4 is drawn from the upper side of the small superconducting magnet 2 to the shielding body 3. It may be configured so as to be drawn out to surround the outer surface of the shield 3.
図３を参照しながら、容器本体（容器真空槽）５の構成を説明する。
容器真空槽５は、冷却配管４が配置された遮蔽体３を気密に収納する部材であって、超電導マグネット運搬容器の最外部を構成する。容器真空槽５は、鉄やステンレス、アルミニウムなどの金属材料、あるいはＧＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などの樹脂材料により形成される、例えば直方体又は立方体形状の筐体であって、冷却配管４が配置された遮蔽体３を支持するのに十分な強度と、該遮蔽体３を収納するのに十分な内容積を有している。
The structure of the container body (container vacuum chamber) 5 will be described with reference to FIG.
The container vacuum chamber 5 is a member that hermetically accommodates the shield 3 in which the cooling pipe 4 is disposed, and constitutes the outermost part of the superconducting magnet transport container. The container vacuum chamber 5 is formed of a metal material such as iron, stainless steel, or aluminum, or a resin material such as GFRP (fiber reinforced plastic), for example, a rectangular parallelepiped or cubic housing, and the cooling pipe 4 is disposed therein. In addition, it has a sufficient strength to support the shield 3 and an internal volume sufficient to accommodate the shield 3.
図３に示すように、容器真空槽５は、外部の壁面を構成する直方体又は立方体形状の外壁部５ａと、内部の壁面を構成する外壁部５ａとほぼ相似の形状を有する内壁部５ｂとを備え、外壁部５ａと内壁部５ｂは互いに接することなく互いの間に真空の空間を形成した
、いわゆる魔法瓶の構造である二重構造を有している。この外壁部５ａと内壁部５ｂの間に形成された真空の空間は、容器真空槽５の外部（外壁部５ａの外部）から容器真空槽５の内部（内壁部５ｂの内部）への熱の侵入を遮断する断熱層の役割を果たす。
As shown in FIG. 3, the container vacuum chamber 5 includes a rectangular parallelepiped or cubic outer wall portion 5 a constituting an outer wall surface, and an inner wall portion 5 b having a shape substantially similar to the outer wall portion 5 a constituting the inner wall surface. The outer wall portion 5a and the inner wall portion 5b have a double structure which is a so-called thermos structure in which a vacuum space is formed between each other without contacting each other. The vacuum space formed between the outer wall portion 5a and the inner wall portion 5b is the heat from the outside of the container vacuum chamber 5 (outside the outer wall portion 5a) to the inside of the container vacuum chamber 5 (inside the inner wall portion 5b). It acts as a heat insulating layer that blocks intrusion.
なお、この断熱層は、真空の空間に限らず、外壁部５ａと内壁部５ｂの間に装入された、繊維系断熱材（グラスウール等）や発泡系断熱材（ウレタンフォーム等）などの断熱材によって実現されてもよい。
図１及び図３に示す容器本体（容器真空槽）５は、外壁部５ａ及び内壁部５ｂが共に直方体形状を有しているが、容器真空槽５の形状は直方体形状に限らない。上述のような立方体でも、球形でも、多面体でも、小型超電導マグネット２の搬送形態に適した形状であって上述の二重構造を有していれば、容器真空槽５を任意の形状に形成することができる。
This heat insulating layer is not limited to a vacuum space, but is a heat insulating material such as a fiber heat insulating material (glass wool or the like) or a foam heat insulating material (urethane foam or the like) inserted between the outer wall portion 5a and the inner wall portion 5b. It may be realized by a material.
The container main body (container vacuum chamber) 5 shown in FIGS. 1 and 3 has a rectangular parallelepiped shape for both the outer wall portion 5a and the inner wall portion 5b, but the shape of the container vacuum chamber 5 is not limited to the rectangular parallelepiped shape. The container vacuum chamber 5 is formed in an arbitrary shape as long as it has the above-described double structure, whether it is a cube, a sphere, or a polyhedron, as described above, and has a shape suitable for the transport mode of the small superconducting magnet 2. be able to.
上述の断熱層を有する容器真空５の内部に、小型超電導マグネット２を収納すると共に冷却配管４が設けられた遮蔽体３を配置して、冷却配管４を容器真空槽５に貫通させて他端の開口（流出口６）を容器真空槽５の外部に露出させる。その上で、容器真空槽５の内部と外部が連絡する隙間などがないように容器真空槽５を密封すると、本実施形態による超電導マグネット運搬容器１が構成される。 Inside the container vacuum 5 having the above-described heat insulating layer, the small superconducting magnet 2 is housed and the shield 3 provided with the cooling pipe 4 is disposed, and the cooling pipe 4 is passed through the container vacuum tank 5 to the other end. Are exposed to the outside of the container vacuum chamber 5. Then, when the container vacuum chamber 5 is sealed so that there is no gap between the inside and the outside of the container vacuum chamber 5, the superconducting magnet transport container 1 according to the present embodiment is configured.
なお、上述の超電導マグネット運搬容器１の構成では、冷却配管４が流出口６を有していた。しかし、容器真空槽５を貫通する配管（貫通配管）を予め容器真空槽５に設けておき、当該貫通配管の両端の開口のうち容器真空槽５の外部に露出した端部の開口を流出口６とし、もう一方の端部の開口を、容器真空槽５内に配置された冷却配管４の他端の開口と接続することも可能である。このように、超電導マグネット運搬容器１は、超電導マグネット２内で気化して冷却配管４を流通した冷媒を外部に流出させる流出口６を有している。しかし、流出口６を設けて冷媒を外部に流出させなければ、超電導マグネット運搬容器１の内部、つまり容器真空槽５の内部の圧力が高くなり過ぎてしまい、超電導マグネット２内で気化した冷媒が超電導マグネット２の外へ流出しなくなってしまう可能性があるなど、気化した冷媒の圧力に起因する様々な問題が生じる。流出口６は、このような問題を回避するために設けられている。 In the configuration of the superconducting magnet transport container 1 described above, the cooling pipe 4 has the outlet 6. However, a pipe (through pipe) penetrating the container vacuum tank 5 is provided in the container vacuum tank 5 in advance, and the opening at the end exposed to the outside of the container vacuum tank 5 out of the openings at both ends of the through pipe is the outlet. 6 and the opening at the other end can be connected to the opening at the other end of the cooling pipe 4 arranged in the container vacuum chamber 5. As described above, the superconducting magnet carrying container 1 has the outlet 6 through which the refrigerant vaporized in the superconducting magnet 2 and circulated through the cooling pipe 4 flows out. However, if the outlet 6 is not provided and the refrigerant does not flow outside, the pressure inside the superconducting magnet transport container 1, that is, the inside of the container vacuum chamber 5 becomes too high, and the refrigerant vaporized in the superconducting magnet 2 is removed. There are various problems caused by the pressure of the vaporized refrigerant, such as the possibility of not flowing out of the superconducting magnet 2. The outlet 6 is provided to avoid such a problem.
上述の構成を有する超電導マグネット運搬容器１は、内部に収納された小型超電導マグネット２に対して、容器本体（容器真空槽）５の断熱層、及び熱シールド板（遮蔽体）３の２つの構成で小型超電導マグネット２への熱の侵入を防ぐだけでなく、冷却配管４を流通する冷媒によって小型超電導マグネット２を非常に低温に保つことができる。小型超電導マグネット２を非常に低温に保つことができれば、輸送中に不可避的に発生する超電導マグネット２の昇温を抑制することができ、長期間の輸送に対応することが可能となる。 The superconducting magnet carrying container 1 having the above-described configuration has two configurations of a heat insulating layer of a container body (container vacuum chamber) 5 and a heat shield plate (shielding body) 3 with respect to the small superconducting magnet 2 housed inside. In addition to preventing heat from entering the small superconducting magnet 2, the small superconducting magnet 2 can be kept at a very low temperature by the refrigerant flowing through the cooling pipe 4. If the small superconducting magnet 2 can be kept at a very low temperature, the temperature rise of the superconducting magnet 2 inevitably generated during transportation can be suppressed, and long-term transportation can be accommodated.
図４を参照しながら、超電導マグネット運搬容器１における超電導マグネット２の温度変化について説明する。図４は、超電導マグネット運搬容器１における小型超電導マグネット２の昇温状態を示す図である。
上述の小型超電導マグネット２は、１,０００−２,０００リットル（Ｌ）の極低温冷媒（液体ヘリウム）が内部に溜められる大型の超電導マグネットとは異なり、数十リットルから多くても数百リットルの液体ヘリウムしか内部に溜めることができない。そこで、液体ヘリウム槽２１に約５０リットルの液体ヘリウムを溜めた小型超電導マグネット２を上述の超電導マグネット運搬容器１に収納して、経過時間（ｈ）ごとの温度上昇の様子を小型超電導マグネット２の巻線部２４に取り付けた温度センサーによって測定し、その結果を図４に示すグラフにまとめた。
The temperature change of the superconducting magnet 2 in the superconducting magnet carrying container 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a temperature rising state of the small superconducting magnet 2 in the superconducting magnet transport container 1.
The above-described small superconducting magnet 2 is different from a large superconducting magnet in which 1,000-2,000 liters (L) of cryogenic refrigerant (liquid helium) is stored inside, and several tens of liters to at most several hundred liters. Only liquid helium can be stored inside. Therefore, the small superconducting magnet 2 in which about 50 liters of liquid helium is stored in the liquid helium tank 21 is housed in the above-described superconducting magnet transport container 1, and the state of temperature rise for each elapsed time (h) is shown in the small superconducting magnet 2. Measurements were made with a temperature sensor attached to the winding section 24, and the results are summarized in the graph shown in FIG.
図４に示すグラフによれば、超電導マグネット運搬容器１への収納直後（経過時間ｈが０時間の時点）から２４時間（１日）の間は、巻線部２４の温度（Ｋ）は数Ｋ（ケルビン）程度であったが、約３６時間経過したあたりで巻線部２４の温度は約５０Ｋにまで上昇して、以降は緩やかに上昇を続けた。巻線部２４の温度は、４８時間（２日）経過した時点で約７０Ｋ、７２時間（３日）経過した時点でも約８０Ｋ程度であった。 According to the graph shown in FIG. 4, the temperature (K) of the winding portion 24 is several times from 24 hours (one day) immediately after storage in the superconducting magnet transport container 1 (when the elapsed time h is 0 hour). Although it was about K (Kelvin), the temperature of the winding part 24 rose to about 50K after about 36 hours, and continued to rise gradually thereafter. The temperature of the winding part 24 was about 70 K when 48 hours (2 days) passed and about 80 K when 72 hours (3 days) passed.
なお、液体ヘリウムを約５０Ｌ溜めた上述の小型超電導マグネット２を従来の運搬容器に収納した場合、巻線部２４の温度は、７２時間（３日）経過した時点で、最終目的地に
おける真空引きや予冷などの作業が必要な約１５０Ｋまで上昇してしまう。従って、従来の運搬容器を２日以上要する輸送に用いることはできない。
例えば、小型超電導マグネット２を国内工場から国内の最終目的地に出荷する場合においては、出荷から最終目的地への到着まで通常２〜３日間必要である。本実施形態による超電導マグネット運搬容器１を用いて小型超電導マグネット２を輸送すると、図４に示すとおり、小型超電導マグネット２の温度は、４８時間（２日）経過した時点で約７０Ｋ、７２時間（３日）経過した時点でも約８０Ｋ程度であるので、最終目的地に到着したときの温度は１００Ｋ以下であり、到着後の最終目的地における真空引きや予冷の作業を省略することが可能になる。
In addition, when the above-mentioned small superconducting magnet 2 in which about 50 L of liquid helium is stored in a conventional transport container, the temperature of the winding portion 24 is evacuated at the final destination after 72 hours (3 days) have passed. And the temperature rises to about 150K, which requires work such as pre-cooling. Therefore, the conventional transport container cannot be used for transportation that requires two days or more.
For example, when the small superconducting magnet 2 is shipped from a domestic factory to a final destination in Japan, it usually takes two to three days from shipment to arrival at the final destination. When the small superconducting magnet 2 is transported using the superconducting magnet carrying container 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the temperature of the small superconducting magnet 2 is about 70K for 72 hours (48 days (2 days)). Since the temperature at the time of arrival at the final destination is about 100K or less, the work of evacuation and pre-cooling at the final destination after arrival can be omitted. .
また、小型超電導マグネット２を国内工場から海外の最終目的地に輸送する場合には、例えば航空機による輸送で７〜１０日間程度必要である。図４によれば、小型超電導マグネット２の温度は、１６８時間（７日）経過した時点で約１１０Ｋ、２４０時間（１０日）経過した時点でも約１３０Ｋ程度であるので、最終目的地に到着したときの温度は１２０Ｋ前後の温度である。この場合においても、到着後の最終目的地における真空引きや予冷などの作業は省略可能となる。 Further, when the small superconducting magnet 2 is transported from a domestic factory to an overseas final destination, it takes about 7 to 10 days for transportation by aircraft, for example. According to FIG. 4, the temperature of the small superconducting magnet 2 is about 110 K when 168 hours (7 days) have passed, and about 130 K when 240 hours (10 days) have passed, so it has arrived at the final destination. The temperature is about 120K. Even in this case, operations such as evacuation and pre-cooling at the final destination after arrival can be omitted.
小型超電導マグネット２の輸送において、１０日間程度の輸送の後でも最終目的地における真空引きや予冷などの作業を省略できるということは、すなわち、本実施形態による超電導マグネット運搬容器１が、小型超電導マグネット２の輸送において、従来の方法による大型超電導マグネットの輸送とほぼ同等の輸送日数を許容可能にするということである。つまり、本実施形態による超電導マグネット運搬容器１によって、小型超電導マグネット２の熱容量を、擬似的に大型超電導マグネットの熱容量と同等にまで大きくすることが可能となる。 In the transportation of the small superconducting magnet 2, it is possible to omit operations such as evacuation and pre-cooling at the final destination even after transportation for about 10 days. In the transportation of 2, it is possible to allow a transportation day substantially equivalent to the transportation of a large superconducting magnet by a conventional method. That is, the superconducting magnet carrying container 1 according to the present embodiment makes it possible to increase the heat capacity of the small superconducting magnet 2 to the same level as that of the large superconducting magnet.
従って、本実施形態による超電導マグネット運搬容器１は、国内工場から遠隔地や海外の最終目的地への輸送後でも最終目的地における真空引きや予冷などの作業を省略できるという、従来の技術ではなしえなかった効果をもたらす。
なお、今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された各実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
Therefore, the superconducting magnet transport container 1 according to the present embodiment is not a conventional technique that can eliminate operations such as evacuation and pre-cooling at the final destination even after transportation from a domestic factory to a remote location or an overseas final destination. It brings about effects that could not be achieved.
Each embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in each embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, etc. of the constituents are within the range normally practiced by those skilled in the art. It does not deviate and employs a value that can be easily assumed by those skilled in the art.
例えば、上述の実施形態では冷却配管４を遮蔽体３の外表面に沿って配置したが、冷却配管４を遮蔽体３の内表面に沿って配置してもよい。冷却配管４を遮蔽体３の内表面に沿って配置した場合でも、遮蔽体３の外表面に沿って配置した場合と同等以上に小型超電導マグネット２を低温に保持することができる。
また、冷却配管４を、遮蔽体３内で小型超電導マグネット２に直接巻き付けてもよい。冷却配管４を小型超電導マグネット２に直接巻き付けることでも、同様に小型超電導マグネット２を低温に保持することができる。小型超電導マグネット２に直接巻き付ける場合を含めて、遮蔽体３の表面に沿って配置する場合でも、冷却配管４は、可撓性のフレキシブルな管体で構成してもよい。
For example, although the cooling pipe 4 is disposed along the outer surface of the shield 3 in the above-described embodiment, the cooling pipe 4 may be disposed along the inner surface of the shield 3. Even when the cooling pipe 4 is arranged along the inner surface of the shield 3, the small superconducting magnet 2 can be kept at a low temperature equivalent to or higher than the case where the cooling pipe 4 is arranged along the outer surface of the shield 3.
Further, the cooling pipe 4 may be directly wound around the small superconducting magnet 2 in the shield 3. Similarly, the small superconducting magnet 2 can be kept at a low temperature by directly winding the cooling pipe 4 around the small superconducting magnet 2. Even in the case where the cooling pipe 4 is arranged along the surface of the shield 3 including the case where it is directly wound around the small superconducting magnet 2, the cooling pipe 4 may be constituted by a flexible flexible pipe.
１ 超電導マグネット運搬容器
２ 小型超電導マグネット
３ 遮蔽体
４ 冷却配管
５ 容器本体（容器真空槽）
５ａ 外壁部
５ｂ 内壁部
６ 流出口
２０ 室温ボア
２１ 液体ヘリウム槽
２２ 真空槽
２３ 連通部
２４ 巻線部
２５ 熱シールド
２６ 開口
1 Superconducting magnet carrying container 2 Small superconducting magnet 3 Shield 4 Cooling pipe 5 Container body (container vacuum chamber)
5a Outer wall 5b Inner wall 6 Outlet 20 Room temperature bore 21 Liquid helium tank 22 Vacuum tank 23 Communication part 24 Winding part 25 Heat shield 26 Opening
Claims (3)
前記超電導マグネットを内部に収納する容器本体と、
前記容器本体に収納された超電導マグネットに接続されると共に、該超電導マグネットを取り囲むように配置されて、前記超電導マグネット内で気化した冷媒を流通させる冷却配管と、
前記超電導マグネット内で気化して前記冷却配管を流通した冷媒を外部に流出させる流出口と、を備えることを特徴とする超電導マグネット運搬容器。 A superconducting magnet transport container for storing and transporting a superconducting magnet charged with a refrigerant,
A container body for storing the superconducting magnet therein;
A cooling pipe that is connected to the superconducting magnet housed in the container body and is disposed so as to surround the superconducting magnet, and distributes the refrigerant vaporized in the superconducting magnet;
A superconducting magnet carrying container, comprising: an outlet for allowing the refrigerant that has been vaporized in the superconducting magnet and circulated through the cooling pipe to flow out.
前記冷却配管が、前記遮蔽体の壁面を取り囲むことで前記超電導マグネットを取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超電導マグネット運搬容器。 Inside the container body, has a shield covering the stored superconducting magnet,
The superconducting magnet carrying container according to claim 1, wherein the cooling pipe is disposed so as to surround the superconducting magnet by surrounding the wall surface of the shield.
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