JP3244043B2 - Superconducting magnet cooling device - Google Patents

Superconducting magnet cooling device

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JP3244043B2
JP3244043B2 JP34523197A JP34523197A JP3244043B2 JP 3244043 B2 JP3244043 B2 JP 3244043B2 JP 34523197 A JP34523197 A JP 34523197A JP 34523197 A JP34523197 A JP 34523197A JP 3244043 B2 JP3244043 B2 JP 3244043B2
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cooling water
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refrigerator
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健治 藤原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超伝導マグネッ
トを冷却する超伝導マグネット冷却装置の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a superconducting magnet cooling device for cooling a superconducting magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI(磁気共鳴イメージング装置)等に
用いられる超伝導マグネットは、超伝導状態を維持する
ために10K以下の極低温に冷却しておく必要がある。
従来、超伝導マグネットを極低温に冷却する超伝導マグ
ネット冷却装置として、図3に示すようなものがある。
この超伝導マグネット冷却装置は冷媒方式の冷却装置で
あり、超伝導マグネットを液体ヘリウム等の冷媒中に浸
漬して上記冷媒を冷凍機で極低温に冷却するものであ
る。
2. Description of the Related Art A superconducting magnet used in an MRI (magnetic resonance imaging apparatus) or the like must be cooled to an extremely low temperature of 10 K or less in order to maintain a superconducting state.
Conventionally, there is a superconducting magnet cooling device for cooling a superconducting magnet to a very low temperature as shown in FIG.
This superconducting magnet cooling device is a cooling device of a refrigerant system, in which a superconducting magnet is immersed in a refrigerant such as liquid helium and the refrigerant is cooled to a very low temperature by a refrigerator.

【0003】図3において、1は容器であり、中央に円
柱状の空間2を有する断面が環状の筒体に形成されてい
る。容器1内にはこの容器1と相似形を成す第1シール
ド3が封入されており、この第1シールド3内には第1
シールド3と相似形を成す第2シールド4が封入されて
いる。さらに、第2シールド4内には、第2シールド4
と相似形を成すと共に、給排口6を有する液体ヘリウム
容器5が封入されている。そして、液体ヘリウム容器5
内には、円筒状の超伝導マグネット(以下、単にマグネ
ットと言う)7が封入されている。液体ヘリウム容器5
の上記給排口6には、第2シールド4,第1シールド3
および容器1を貫通して外部に突出した給排管8の一端
が取り付けられている。一方、給排管8の他端にはバル
ブ9が取り付けられている。こうして、マグネット7
は、バルブ9および給排管8を介して液体ヘリウム容器
5内に導入された液体ヘリウム中に浸漬されている。
尚、液体ヘリウムが蒸発して成るヘリウムガスは、給排
管8およびバルブ9を介して外部に排出される。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a container, and a cross section having a cylindrical space 2 in the center is formed in an annular cylindrical body. A first shield 3 having a similar shape to the container 1 is sealed in the container 1, and a first shield 3 is provided in the first shield 3.
A second shield 4 having a similar shape to the shield 3 is enclosed. Further, the second shield 4 is provided inside the second shield 4.
And a liquid helium container 5 having a supply / discharge port 6 is sealed therein. And the liquid helium container 5
Inside, a cylindrical superconducting magnet (hereinafter simply referred to as a magnet) 7 is sealed. Liquid helium container 5
The second shield 4 and the first shield 3
One end of a supply / discharge pipe 8 penetrating the container 1 and protruding to the outside is attached. On the other hand, a valve 9 is attached to the other end of the supply / discharge pipe 8. Thus, the magnet 7
Is immersed in the liquid helium introduced into the liquid helium container 5 via the valve 9 and the supply / discharge pipe 8.
The helium gas formed by evaporating the liquid helium is discharged to the outside via the supply / discharge pipe 8 and the valve 9.

【0004】上記容器1の外周壁には、極低温冷凍機
(以下、単に冷凍機と言う)10が第1ヒートステーショ
ン11および第2ヒートステーション12を容器1内に
突出させて取り付けられている。そして、第1ヒートス
テーション11には第1シールド3の外周壁が取り付け
られ、第2ヒートステーション12には第2シールド4
の外周壁が取り付けられている。ここで、容器1は所定
温度に保持されたシールド13内に設置されている。
A cryogenic refrigerator is provided on the outer peripheral wall of the container 1.
A first heat station 11 and a second heat station 12 (hereinafter simply referred to as a refrigerator) are mounted so as to protrude into the container 1. The outer peripheral wall of the first shield 3 is attached to the first heat station 11, and the second shield 4 is attached to the second heat station 12.
Outer peripheral wall is attached. Here, the container 1 is installed in a shield 13 maintained at a predetermined temperature.

【0005】一方、機械室14には圧縮機ユニット15
が設置されており、圧縮機19で圧縮された高圧冷媒ガ
スを冷凍機10に供給する一方、冷凍機10から排出さ
れた低圧冷媒ガスを圧縮機19に回収する。圧縮機ユニ
ット15内に設けられた制御装置16は、保護装置17
からの圧縮機停止指令信号に基づいて、圧縮機19の冷
却水温度異常,冷媒ガス圧異常,冷媒ガス温度異常あるい
は圧縮機モータ(図示せず)の電流異常の場合に圧縮機1
9を停止する。
On the other hand, a compressor unit 15 is
Is installed to supply the high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 19 to the refrigerator 10, and recover the low-pressure refrigerant gas discharged from the refrigerator 10 to the compressor 19. The control device 16 provided in the compressor unit 15 includes a protection device 17
In the case of abnormal cooling water temperature of the compressor 19, abnormal refrigerant gas pressure, abnormal refrigerant gas temperature or abnormal current of the compressor motor (not shown), the compressor 1
9 is stopped.

【0006】図4は、上記制御装置16によって行われ
る異常停止処理動作のフローチャートである。上記圧縮
機ユニット15が通電状態になると異常停止処理動作が
スタートする。そして、ステップS1で、運転スイッチ
がオンになるとステップS2に進む。ステップS2で、保
護装置17からの上記指令信号に基づいて保護装置17
が動作状態であるか否かを判別する。そして、保護装置
17が動作状態であればステップS6に進み、そうでな
ければステップS3に進む。ステップS3で、上記圧縮機
モータに対して運転指令が出力されて圧縮機19が起動
され、冷凍機10の運転が開始される。ステップS4
で、電源電圧の低下等に基づいて停電であると判別され
るとステップS5に進む。ステップS5で、上記圧縮機モ
ータに停止指令が出力されて冷凍機10の運転が停止さ
れる。そうした後、異常停止処理動作を終了する。そし
て、停電が復帰すると、圧縮機ユニット15が通電状態
になって再度異常停止処理動作がスタートする。
FIG. 4 is a flowchart of an abnormal stop processing operation performed by the control device 16. When the compressor unit 15 is energized, an abnormal stop processing operation starts. When the operation switch is turned on in step S1, the process proceeds to step S2. In step S2, based on the command signal from the protection device 17, the protection device 17
It is determined whether or not is operating. If the protection device 17 is in the operating state, the process proceeds to step S6; otherwise, the process proceeds to step S3. In step S3, an operation command is output to the compressor motor, the compressor 19 is started, and the operation of the refrigerator 10 is started. Step S4
Then, if it is determined that a power failure has occurred based on a drop in the power supply voltage or the like, the process proceeds to step S5. In step S5, a stop command is output to the compressor motor, and the operation of the refrigerator 10 is stopped. After that, the abnormal stop processing operation ends. Then, when the power failure is restored, the compressor unit 15 is energized and the abnormal stop processing operation is started again.

【0007】ステップS6で、停電以外の異常停止であ
ることを表示するランプ18が点灯される。ステップS
7で、上記圧縮機モータに停止指令が出力されて冷凍機
10の運転が停止される。そうした後、上記ステップS
1に戻って運転スイッチがオンされるのを待つ。
In step S6, a lamp 18 indicating that the operation is abnormal stop other than a power failure is turned on. Step S
At 7, a stop command is output to the compressor motor, and the operation of the refrigerator 10 is stopped. After that, step S
Return to 1 and wait for the operation switch to be turned on.

【0008】こうして、上記圧縮機19の冷却水温度異
常,冷媒ガス圧異常,冷媒ガス温度異常あるいは上記圧縮
機モータの電流異常の場合には、冷凍機10の停止状態
を保持する所謂自己保持を行うのである。
Thus, in the case of an abnormality in the cooling water temperature of the compressor 19, an abnormality in the refrigerant gas pressure, an abnormality in the refrigerant gas temperature, or an abnormality in the current of the compressor motor, so-called self-holding for keeping the stopped state of the refrigerator 10 is performed. Do it.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の超伝導マグネット冷却装置では、圧縮機19の冷却水
温度異常(水位異常も含まれる)の場合には、冷凍機10
の停止を自己保持するようにしている。これは、従来の
超伝導マグネット冷却装置は、マグネット7を液体ヘリ
ウムで冷却する冷媒方式であるために、冷凍機10を停
止しても液体ヘリウムが蒸発する時間だけ低温状態が維
持できるので、自己保持しても何ら問題がないためであ
る。
As described above, in the above-described conventional superconducting magnet cooling apparatus, when the cooling water temperature of the compressor 19 is abnormal (including the abnormal water level), the refrigerator 10
The self-holding of the stop is made. This is because the conventional superconducting magnet cooling device employs a refrigerant system in which the magnet 7 is cooled with liquid helium. Therefore, even if the refrigerator 10 is stopped, the low-temperature state can be maintained only for the time that the liquid helium evaporates. This is because there is no problem even if it is held.

【0010】ところが、近年、超伝導マグネットの性能
向上に伴って、冷凍機で直接冷却する直接冷却式の超伝
導マグネット冷却装置が出現している。その場合には、
超伝導マグネットを直接冷凍機で冷却しているために、
上記冷凍機が冷却水異常で停止した場合に自己保持する
と、超伝導マグネットを低温状態に維持できなくなって
超伝導状態が破れるクエンチを起こしてしまうという問
題がある。
However, in recent years, with the improvement in the performance of superconducting magnets, a direct cooling type superconducting magnet cooling device that directly cools with a refrigerator has appeared. In that case,
Because the superconducting magnet is cooled directly by a refrigerator,
If the refrigerator is self-maintained when stopped due to a cooling water abnormality, there is a problem that the superconducting magnet cannot be maintained at a low temperature and a quench occurs in which the superconducting state is broken.

【0011】そこで、上記圧縮機19が冷却水異常で停
止した場合に、自己保持をやめて自動復帰するようにす
ると、冷却水の循環経路にごみが詰まった場合等の一時
的異常の場合には、自然に上記ごみ詰まりが直るとそれ
以降は正常に運転できることになる。ところが、冷却水
ポンプ(図示せず)の故障で冷却水の循環が完全に停止し
た場合や水位が1/2以下になった場合等の完全異常の
場合には、圧縮機19が十分冷却されずに発停を繰り返
すことになり、やがては圧縮機19が故障してしまうと
いう問題がある。
Therefore, when the compressor 19 is stopped due to an abnormality in the cooling water, the self-holding operation is stopped and the compressor 19 is automatically returned. In the case of a temporary abnormality such as when the cooling water circulation path is clogged with dirt, etc. If the refuse clogging is naturally corrected, normal operation can be performed thereafter. However, in a case where the circulation of the cooling water is completely stopped due to a failure of the cooling water pump (not shown) or a case where the water level becomes 1/2 or less, the compressor 19 is sufficiently cooled. This causes a problem that the compressor 19 will eventually break down.

【0012】そこで、この発明の目的は、冷却水供給の
一時的異常の場合には自動復帰する一方、完全異常の場
合には冷凍機を停止して自己保持する超伝導マグネット
冷却装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a superconducting magnet cooling apparatus which automatically recovers in the event of a temporary abnormality in the supply of cooling water, and stops and freezes the refrigerator in the case of a complete abnormality. It is in.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、超伝導マグネットを,この
超伝導マグネットに接触した冷凍機で直接冷却する直接
冷却式の超伝導マグネット冷却装置において、上記冷凍
機に高圧冷媒ガスを供給する圧縮機と、上記圧縮機を冷
却する冷却水の温度が所定温度以上になったことを検知
して,冷却水温度異常信号を出力する冷却水温度監視手
段と、上記冷却水温度監視手段からの冷却水温度異常信
号に基づいて,冷却水温度異常回数を計数するカウント
手段と、上記冷却水温度監視手段からの冷却水温度異常
信号を受けて,上記カウント手段による計数値が所定値
より大きい場合には上記圧縮機を停止し,その状態を保
持する制御手段を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a direct cooling type superconducting magnet cooling system in which a superconducting magnet is directly cooled by a refrigerator in contact with the superconducting magnet. A compressor for supplying high-pressure refrigerant gas to the refrigerator, and a cooling water for detecting that the temperature of the cooling water for cooling the compressor has reached a predetermined temperature or higher and outputting a cooling water temperature abnormality signal. Temperature monitoring means, counting means for counting the number of cooling water temperature abnormalities based on the cooling water temperature abnormality signal from the cooling water temperature monitoring means, and receiving a cooling water temperature abnormality signal from the cooling water temperature monitoring means. When the count value of the counting means is larger than a predetermined value, the compressor is stopped, and a control means for maintaining the state is provided.

【0014】上記構成によれば、カウント手段によって
計数された冷却水温度異常回数が所定回数より大きい場
合には、上記冷却水温度異常は直ぐには回復しない完全
異常であるとして冷凍機の圧縮機が停止されて、その状
態が保持される。こうして、直ぐ回復するために超伝導
マクネットがクエンチする心配がないような一時的な冷
却水温度異常であるにも拘わらず上記圧縮機を停止して
その状態を保持してしまい、上記クエンチに至らしめる
ことが防止される。
According to the above arrangement, when the number of abnormalities of the cooling water temperature counted by the counting means is larger than the predetermined number, the abnormalities of the cooling water temperature are determined to be complete abnormalities which are not immediately recovered, and the compressor of the refrigerator is used. It is stopped and its state is maintained. In this way, the compressor is stopped and the state is maintained in spite of a temporary cooling water temperature abnormality such that there is no fear that the superconducting macnet will quench to recover immediately, and the state is maintained. This can be prevented.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態の超伝
導マグネット冷却装置における構成図である。この超伝
導マグネット冷却装置は直冷方式であり、超伝導マグネ
ットを冷凍機で直接極低温に冷却するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a configuration diagram of a superconducting magnet cooling device according to the present embodiment. This superconducting magnet cooling device is of a direct cooling type, in which a superconducting magnet is directly cooled to a very low temperature by a refrigerator.

【0016】図1において、21は容器であり、中央に
円柱状の空間22を有する断面が環状の筒体に形成され
ている。容器21内にはこの容器21と相似形を成すシ
ールド23が封入されており、このシールド23内には
円筒状の超伝導マグネット(以下、単にマグネットと言
う)24が封入されている。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a container, and a cross section having a cylindrical space 22 in the center is formed in an annular cylindrical body. A shield 23 having a similar shape to the container 21 is sealed in the container 21, and a cylindrical superconducting magnet (hereinafter simply referred to as a magnet) 24 is sealed in the shield 23.

【0017】上記容器21の外周壁には、極低温冷凍機
(以下、単に冷凍機と言う)25が第1ヒートステーショ
ン26および第2ヒートステーション27を容器21内
に突出させて取り付けられている。そして、第1ヒート
ステーション26にはシールド23の外周壁が取り付け
られ、第2ヒートステーション27にはマグネット24
の外周面が取り付けられている。ここで、容器21は所
定温度に保持されたシールド28内に設置されている。
A cryogenic refrigerator is provided on the outer peripheral wall of the container 21.
A first heat station 26 and a second heat station 27 are attached to the container 21 so as to protrude into the container 21. An outer peripheral wall of the shield 23 is attached to the first heat station 26, and a magnet 24 is attached to the second heat station 27.
Is attached to the outer peripheral surface. Here, the container 21 is installed in a shield 28 maintained at a predetermined temperature.

【0018】一方、機械室29には圧縮機ユニット30
が設置されており、圧縮機33で圧縮された高圧冷媒ガ
スを冷凍機25に供給する一方、冷凍機25から排出さ
れた低圧冷媒ガスを圧縮機33に回収する。圧縮機ユニ
ット30内に設けられた保護装置32は上記冷却水温度
監視手段としての機能を有し、圧縮機33の冷却水温度
異常,冷媒ガス圧異常,冷媒ガス温度異常あるいは圧縮機
モータ(図示せず)の電流異常を検知して、検知した異常
に応じた圧縮機停止指令信号を出力する。制御装置31
は、保護装置32からの上記冷却水温度異常信号として
機能する圧縮機停止指令信号に基づいて、必要に応じて
圧縮機33を停止する。
On the other hand, a compressor unit 30
Is installed to supply the high-pressure refrigerant gas compressed by the compressor 33 to the refrigerator 25, while collecting the low-pressure refrigerant gas discharged from the refrigerator 25 into the compressor 33. The protection device 32 provided in the compressor unit 30 has a function as the cooling water temperature monitoring means, and includes a cooling water temperature abnormality of the compressor 33, a refrigerant gas pressure abnormality, a refrigerant gas temperature abnormality, or a compressor motor (FIG. (Not shown), and outputs a compressor stop command signal corresponding to the detected abnormality. Control device 31
Stops the compressor 33 as necessary based on a compressor stop command signal functioning as the above-mentioned cooling water temperature abnormality signal from the protection device 32.

【0019】図2は、上記制御装置31によって行われ
る異常停止処理動作のフローチャートである。圧縮機ユ
ニット30が通電状態になると異常停止処理動作がスタ
ートする。そして、ステップS11で、運転スイッチがオ
ンになるとステップS12に進む。ステップS12で、保護
装置32からの上記指令信号に基づいて保護装置32が
動作状態であるか否かを判別する。そして、保護装置3
2が動作状態であればステップS16進み、そうでなけれ
ばステップS13に進む。
FIG. 2 is a flowchart of the abnormal stop processing operation performed by the control device 31. When the compressor unit 30 is energized, the abnormal stop processing operation starts. When the operation switch is turned on in step S11, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether or not the protection device 32 is operating based on the command signal from the protection device 32. And the protection device 3
If 2 is in the operating state, the process proceeds to step S16; otherwise, the process proceeds to step S13.

【0020】ステップS13で、上記圧縮機モータに対し
て運転指令が出力されて圧縮機33が起動され、冷凍機
25の運転が開始される。ステップS14で、電源電圧の
低下等に基づいて停電であると判別されるとステップS
15に進む。ステップS15で、上記圧縮機モータに停止指
令が出力されて冷凍機25の運転が停止される。そうし
た後、異常停止処理動作を終了する。そして、停電が復
帰すると、圧縮機ユニット30が通電状態になって再度
異常停止処理動作がスタートする。
In step S13, an operation command is output to the compressor motor, the compressor 33 is started, and the operation of the refrigerator 25 is started. If it is determined in step S14 that a power failure has occurred based on a decrease in the power supply voltage or the like, step S14 is performed.
Proceed to 15. In step S15, a stop command is output to the compressor motor, and the operation of the refrigerator 25 is stopped. After that, the abnormal stop processing operation ends. Then, when the power failure is restored, the compressor unit 30 is energized and the abnormal stop processing operation is started again.

【0021】ステップS16で、上記保護装置32からの
圧縮機停止指令信号を分析して、保護装置32の動作は
冷却水温度異常によるものか否かが判別される。その結
果、冷却水温度異常による場合にはステップS19に進む
一方、そうでない場合にはステップS17に進む。ステッ
プS17で、冷却水温度異常および停電以外による異常停
止であることを表示するランプ34が点灯される。ステ
ップS18で、上記圧縮機モータに停止指令が出力されて
冷凍機25の運転が停止され、この運転停止状態が自己
保持される。そうした後、上記ステップS11に戻って上
記運転スイッチがオンされるのを待つ。
In step S16, the compressor stop command signal from the protection device 32 is analyzed, and it is determined whether or not the operation of the protection device 32 is caused by an abnormal cooling water temperature. As a result, if the cooling water temperature is abnormal, the process proceeds to step S19, and if not, the process proceeds to step S17. In step S17, the lamp 34 for indicating that the cooling water temperature is abnormal and that the power is stopped due to a cause other than a power failure is turned on. In step S18, a stop command is output to the compressor motor to stop the operation of the refrigerator 25, and the operation stop state is maintained by itself. After that, the process returns to step S11 to wait for the operation switch to be turned on.

【0022】ステップS19で、冷却水温度異常であるこ
とを表示するランプ35が点灯される。ステップS20
で、内蔵するカウンタ36によって、冷却水異常回数n
がカウントされる。ステップS21で、冷却水異常回数n
が所定値N以下であるか否かが判別される。その結果、
n≦NであればステップS22に進む一方、n>Nであれ
ばステップS23に進む。ステップS22で、所定時間(例
えば2分)が経過すると上記ステップS12に戻って自動
復帰する。ステップS23で、上記圧縮機モータに停止指
令が出力されて冷凍機25の運転が停止され、この運転
停止状態が自己保持される。そうした後、上記ステップ
S11に戻って上記運転スイッチがオンされるのを待つ。
In step S19, a lamp 35 indicating that the temperature of the cooling water is abnormal is turned on. Step S20
Then, the built-in counter 36 determines the number of cooling water abnormalities n
Is counted. In step S21, the cooling water abnormality frequency n
Is smaller than or equal to a predetermined value N. as a result,
If n ≦ N, the process proceeds to step S22, while if n> N, the process proceeds to step S23. In step S22, when a predetermined time (for example, 2 minutes) elapses, the process returns to step S12 to automatically return. In step S23, a stop command is output to the compressor motor to stop the operation of the refrigerator 25, and the operation stop state is self-held. After that, the process returns to step S11 to wait for the operation switch to be turned on.

【0023】こうして、上記圧縮機33の冷媒ガス圧異
常,冷媒ガス温度異常あるいは上記圧縮機モータの電流
異常の場合には、冷却水温度異常および停電以外による
異常停止であることを表示するランプ34を点灯し、冷
凍機25を停止して自己保持する。また、圧縮機33の
冷却水温度異常の場合には、冷却水温度異常であること
を表示するランプ35を点灯する。そして、上記冷却水
異常回数n≦所定値Nであれば、例えばごみ詰まり等に
よる一時的な水位変化による異常であるから、マクネッ
ト24がクエンチしないように圧縮機33を停止せずに
自動復帰する。これに対して、冷却水異常回数n>所定
値Nであれば、一時的な異常ではなく、例えば冷却水ポ
ンプの故障等による完全な異常であるから、冷凍機25
を停止して自己保持を行うのである。
As described above, in the case of the refrigerant gas pressure abnormality, the refrigerant gas temperature abnormality of the compressor 33, or the compressor motor current abnormality, the lamp 34 for indicating the abnormal stop due to the abnormality other than the cooling water temperature and the power failure. Is turned on, and the refrigerator 25 is stopped to hold itself. If the cooling water temperature of the compressor 33 is abnormal, the lamp 35 for indicating that the cooling water temperature is abnormal is turned on. If the number of cooling water abnormalities n ≦ predetermined value N, the abnormality is caused by a temporary change in water level due to, for example, clogging of dust, so that the compressor 33 is automatically reset without stopping the compressor 33 so as not to be quenched. I do. On the other hand, if the cooling water abnormality frequency n> predetermined value N, it is not a temporary abnormality but a complete abnormality due to, for example, a failure of the cooling water pump.
Is stopped and self-holding is performed.

【0024】したがって、ユーザは、上記ランプ34,
35の点灯状態および圧縮機33の動作状態に調べるこ
とによって、本超伝導マグネット冷却装置に対する措置
を以下のように判断できるのである。すなわち、ランプ
34がオフ、ランプ35がオフ、圧縮機33がオンであ
れば、正常であったと判断できる。これに対して、ラン
プ34がオフ、ランプ35がオン、圧縮機33がオンで
あれば、N回以下の冷却水異常があった(現在は回復し
ている)と判断できる。したがって、ユーザは、冷却水
循環系を点検する必要がある。また、ランプ34がオ
フ、ランプ35がオン、圧縮機33がオフであれば、
(N+1)回以上の冷却水異常があり圧縮機33が停止さ
れたと判断できる。したがって、ユーザは、冷却水ポン
プ,冷却水循環経路および圧縮機33等を点検して故障
箇所を修理する必要がある。また、ランプ34がオン、
ランプ35がオフ、圧縮機33がオフであれば、冷媒ガ
ス圧異常,冷媒ガス温度異常あるいは上記圧縮機モータ
の電流異常があり圧縮機33が停止されたと判断でき
る。したがって、ユーザは、圧縮機33および上記圧縮
機モータを点検して修理する必要がある。
Therefore, the user can select the lamp 34,
By examining the lighting state of 35 and the operating state of the compressor 33, the measures for the superconducting magnet cooling device can be determined as follows. That is, if the lamp 34 is off, the lamp 35 is off, and the compressor 33 is on, it can be determined that the operation is normal. On the other hand, if the lamp 34 is off, the lamp 35 is on, and the compressor 33 is on, it can be determined that the cooling water abnormality has occurred N times or less (currently recovered). Therefore, the user needs to check the cooling water circulation system. If the lamp 34 is off, the lamp 35 is on, and the compressor 33 is off,
It can be determined that the compressor 33 has been stopped due to (N + 1) or more cooling water abnormalities. Therefore, the user needs to check the cooling water pump, the cooling water circulation path, the compressor 33, and the like, and repair the failed part. Also, the lamp 34 is turned on,
If the lamp 35 is off and the compressor 33 is off, it can be determined that the compressor 33 has been stopped due to an abnormal refrigerant gas pressure, an abnormal refrigerant gas temperature, or an abnormal electric current of the compressor motor. Therefore, the user needs to check and repair the compressor 33 and the compressor motor.

【0025】上述のように、本実施の形態においては、
マクネット24を直接冷凍機25で冷却する直冷方式の
超伝導マクネット冷却装置において、制御装置31は、
圧縮機33の保護装置32からの圧縮機停止指令信号に
基づいて、圧縮機33の冷却水温度異常,冷媒ガス圧異
常,冷媒ガス温度異常あるいは上記圧縮機モータの電流
異常の場合には圧縮機を停止する。その場合に、上記冷
却水温度異常は直ぐ回復する一時的異常であるか直ぐに
は回復しない完全異常であるかを、冷却水温度異常回数
nに基づいて区別する。そして、前者の場合にはマグネ
ット24がクエンチしないように冷凍機25を停止せず
に自動復帰する一方、後者の場合には冷凍機25を停止
してその状態を自己保持するようにしている。したがっ
て、マクネット24のクエンチの心配がない一時的異常
であるにも拘わらず冷凍機25を停止して自己保持して
しまい、上記クエンチに至らしめることを防止できる。
As described above, in the present embodiment,
In a direct cooling type superconducting macnet cooling device that directly cools the macnet 24 with the refrigerator 25, the control device 31 includes:
Based on the compressor stop command signal from the protection device 32 of the compressor 33, the compressor 33 in the case of abnormal cooling water temperature, abnormal refrigerant gas pressure, abnormal refrigerant gas temperature, or abnormal current in the compressor motor. To stop. In this case, whether the cooling water temperature abnormality is a temporary abnormality that recovers immediately or a complete abnormality that does not recover immediately is distinguished based on the number n of cooling water temperature abnormalities. In the former case, the refrigerator 24 is automatically returned without stopping so that the magnet 24 does not quench, while in the latter case, the refrigerator 25 is stopped to hold the state by itself. Therefore, it is possible to prevent the chiller 25 from stopping and self-holding even if the refrigeration machine 25 is temporarily abnormal and there is no concern about the quench of the McNet 24, thereby leading to the quench.

【0026】また、本超伝導マクネット冷却装置を夜間
無人運転した場合に、ユーザは、上記ランプ34,35
の点灯状態および圧縮機33の動作状態に調べることに
よって、夜間における運転状況を知ることができ、速や
かに且つ的確に点検修理を行うことができる。
When the superconducting magnet cooling device is operated unattended at night, the user can use the lamps 34 and 35.
By checking the lighting state of and the operating state of the compressor 33, the operating state at night can be known, and the inspection and repair can be performed promptly and accurately.

【0027】以上のことより、本実施の形態によれば、
信頼性の高い超伝導マクネット冷却装置の夜間無人運転
を行うことができるのである。
As described above, according to the present embodiment,
It is possible to operate the superconducting McNet cooling device with high reliability at night.

【0028】尚、上記カウンタ36による冷却水温度異
常回数nの値を圧縮機ユニット30上に表示するように
すれば、ユーザは、上記冷却水温度の一時的異常の状態
を更に細かく把握できる。また、上記実施の形態におい
ては冷凍機25として2段ギフォードマクマホン冷凍機
を使用しているが、この発明はこれに限定されるもので
はないことは言うまでもない。
If the value of the cooling water temperature abnormality frequency n by the counter 36 is displayed on the compressor unit 30, the user can grasp the state of the temporary abnormality of the cooling water temperature more minutely. Further, in the above embodiment, a two-stage Gifford McMahon refrigerator is used as the refrigerator 25, but it is needless to say that the present invention is not limited to this.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1にか
かる発明の超伝導マグネット冷却装置は、冷凍機で超伝
導マグネットを直接冷却し、上記冷凍機の圧縮機の冷却
水温度が所定温度以上になると冷却水温度監視手段から
出力される冷却水温度異常信号に基づいて、カウンタ手
段によって冷却水温度異常回数を計数し、この計数値が
所定値より大きい場合には、制御手段によって上記冷却
水温度異常は直ぐには回復しない完全異常であるとして
上記圧縮機を停止し、この状態を保持するので、直ぐ回
復するために上記超伝導マクネットがクエンチする心配
がないような一時的な冷却水温度異常であるにも拘わら
ず上記圧縮機を停止してその状態を保持してしまい、上
記クエンチに至らしめることを防止できる。
As is apparent from the above description, the superconducting magnet cooling apparatus according to the first aspect of the present invention cools the superconducting magnet directly with a refrigerator and sets the cooling water temperature of the compressor of the refrigerator to a predetermined temperature. Then, the number of times of cooling water temperature abnormality is counted by the counter means based on the cooling water temperature abnormality signal output from the cooling water temperature monitoring means, and if the counted value is larger than a predetermined value, the cooling means The compressor is stopped because the water temperature abnormality is a complete abnormality that does not recover immediately, and this state is maintained, so that the temporary cooling water that does not have to worry about the quench of the superconducting macnet to recover immediately. Even if the temperature is abnormal, it is possible to prevent the compressor from stopping and maintaining the state, leading to the quench.

【0030】したがって、この発明によれば、直冷式の
超伝導マクネット冷却装置における無人運転時の信頼性
を高めることができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to enhance the reliability of the direct cooling type superconducting Macnet cooling device during unattended operation.

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

【図1】この発明の超伝導マクネット冷却装置の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a superconducting Macnet cooling device of the present invention.

【図2】図1における制御装置によって行われる異常停
止処理動作のフローテャートである。
FIG. 2 is a flowchart of an abnormal stop processing operation performed by the control device in FIG. 1;

【図3】従来の冷媒方式による超伝導マクネット冷却装
置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional superconducting Macnet cooling device using a refrigerant system.

【図4】図3における制御装置によって行われる異常停
止処理動作のフローテャートである。
FIG. 4 is a flowchart of an abnormal stop processing operation performed by the control device in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…容器、 23…シールド、
24…超伝導マクネット、 25…冷凍機、3
0…圧縮機ユニット、 31…制御装置、3
2…保護装置、 33…圧縮機、3
4,35…ランプ、 36…カウンタ。
21 ... container, 23 ... shield,
24: superconducting McNet, 25: refrigerator, 3
0: compressor unit, 31: control device, 3
2 ... Protector, 33 ... Compressor, 3
4, 35: lamp, 36: counter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 9/00 H01F 6/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F25B 9/00 H01F 6/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 超伝導マグネット(24)を、この超伝導
マグネット(24)に接触した冷凍機(25)で冷却する直
接冷却式の超伝導マグネット冷却装置において、 上記冷凍機(25)に高圧冷媒ガスを供給する圧縮機(3
3)と、 上記圧縮機(33)を冷却する冷却水の温度が所定温度以
上になったことを検知して、冷却水温度異常信号を出力
する冷却水温度監視手段(32)と、 上記冷却水温度監視手段(32)からの冷却水温度異常信
号に基づいて、冷却水温度異常回数を計数するカウント
手段(36)と、 上記冷却水温度監視手段(32)からの冷却水温度異常信
号を受けて、上記カウント手段(36)による計数値が所
定値より大きい場合には上記圧縮機(33)を停止し、そ
の状態を保持する制御手段(31)を備えたことを特徴と
する超伝導マグネットの冷却装置。
1. A direct cooling type superconducting magnet cooling device for cooling a superconducting magnet (24) with a refrigerator (25) in contact with the superconducting magnet (24), wherein a high pressure is applied to the refrigerator (25). Compressor that supplies refrigerant gas (3
3) a cooling water temperature monitoring means (32) for detecting that the temperature of the cooling water for cooling the compressor (33) has exceeded a predetermined temperature and outputting a cooling water temperature abnormality signal; Based on a cooling water temperature abnormality signal from the water temperature monitoring means (32), a counting means (36) for counting the number of cooling water temperature abnormalities, and a cooling water temperature abnormality signal from the cooling water temperature monitoring means (32). A superconducting means provided with a control means (31) for stopping the compressor (33) when the count value of the counting means (36) is larger than a predetermined value and maintaining the state; Magnet cooling device.
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