JPH0465806A

JPH0465806A - 超電導マグネット装置

Info

Publication number: JPH0465806A
Application number: JP2178987A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ariyoshi; 昭彦有吉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-02
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: JP2659453B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、磁気共鳴イメージング装置において、永久
電流モードで運転される超電導マグネット装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の超電導マグネット装置を示す回路図であ
シ、図において、１は対象空間に必要な磁界管発生する
超電導の第１コイル群、２は漏洩磁界を打ち消すために
、上記磁界とは逆性の磁界を発生する超電導の第２コイ
ル群、３．６はそれぞれのコイル群１．２に並列に接続
された永久電流スイッチ、４＃１は永久電流スイッチ３
．６を構成する超電導体、５，８はヒータ、９．１０は
保護素子であって、適当な抵抗やダイオードからなるも
ので、各コイル群１．２と並列に接続されている。また
、これらの保護素子９．１０はこれらの各コイル群１．
２にクエンチが発生した場合に、永久電流スイッチ３．
６の両端に生じる電圧を抑制し、絶縁破壊を防止するた
めに設けられている。

この様に配置されたものは、低温容器１９に収納され、
液体ヘリウム等の適当な冷媒によシ低温に維持されてい
る。２０．２１は緊急消磁用のヒータ素子で、第１．第
２のコイル群１．２に近接して設けられている。１７は
緊急消磁用のヒータ電源であって、ヒータ回路の開閉ス
イッチ１８を介して、緊急消磁用のヒータ素子２０．２
１に接続されている。

次に動作について説明する。

まず、緊急消磁を行う際には、開閉スイッチ１８を閉じ
る。これによシヒータ素子２０．２１にヒータ電源１７
からヒータ電流が流され、これらのヒータ素子２０．２
１が発熱して、第１．第２コイル群１．２を加温する。

これにより、超電導のこれらの超電導線材が常電導状態
に転移する。このため、これらの第１．第２コイル群１
．２は、その材質、これらが持つエネルギおよびこれら
の冷却条件などで決まる大きさの抵抗を発生する。従り
て、この発生抵抗により、これまで貯えられてい友エネ
ルギを消耗させることで、第１コイル群１および第２コ
イル群の消磁を行うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕従来の超電導マグネット装置は以上のように構成されて
いるので、第１コイル群１および第２コイル群２を独自
のヒータ素子２０．２１によシクエンチさせるため、こ
れらの各コイル群１．２の消磁速度にずれを生じ、例え
ば第５図に示すように、これらの各コイル群１，２の出
力磁界Ｘ、Ｙの強さの差に応じた外部漏洩磁界２を生じ
るなどの課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、消磁を行う場合において、上記のような出力
磁界の強さに差を生じないようにすることによって、漏
洩磁界の広が９を防ぐことができる超電導マグネット装
置を得ることを目的へとする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る超電導マグネット装置は、第１コイル群
および永久電流スイッチを含む閉回路と、第２コイル群
および他の永久電流スイッチを含む閉回路とに、これら
の各閉回路の電流減衰速度を等しくする抵抗発生素子を
それぞれ設けたものである。

〔作用〕

この発明における抵抗発生素子は、第１コイル群を含む
閉回路および第２コイル群を含む閉回路のそれぞれに設
けられ、電流減衰速度を等しく設定することによシ消磁
速度を互いに略等しくし、これによって漏洩磁界の広が
りを防止するように機能する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は対象空間に必要な磁界を発生する第１
コイル群、２は漏洩磁界を減らす九めに第１コイル群１
と略同心、同軸に配置し次逆性の磁界を発生する第２コ
イル群、３，６は上記同様の永久電流スイッチ、１１．
１４は永久電流スイッチ３．６にそれぞれ直列接続され
た抵抗発生素子、４，７は各永久電流スイッチ３．６を
構成する超電導体、５．８は同じくヒータ、１２．１５
は抵抗発生素子１１．１４を構成する超電導体、１３゜
１６は同じくヒータである。これらの各コイル群１．２
にクエンチが発生した場合に、永久電流スイッチ３．６
の両端に生じる電圧を抑制するために、保護素子９．１
０が並列に設けられている。この様に、第１コイル群１
．永久電流スイッチ３゜抵抗発生素子１１を含む閉回路
と、第２コイル群２、永久電流スイッチ６、抵抗発生素
子１４を含む閉回路は、低温容器１９に収納され、液体
ヘリウム等の適当な冷媒によシ低温に維持されている。

１Ｔは緊急消磁用のヒータ電源であって、ヒータ回路の
開閉スイッチ１８を介して直列に接続された抵抗発生素
子用のヒータ１３．１６に接続されている。抵抗発生素
子１１．１４は超電導体１２．１５の使用材料の選定、
ヒータ１３．１６の発生熱量の設定およ□び超電導体１
２．１５の放熱構造の設計等によシ、動作時の発生抵抗
を予め決定できるものとなっている。

次に動作について説明する。まず、緊急消磁を行う場合
は、ヒータ回路用のスイッチ１８を閉じることによシ、
抵抗発生素子１１．１４の各ヒータ１３．１６に通電す
る。このため、各ヒータ１３゜１６は発熱し、その熱に
よシ超電導体１２．１５がそれぞれ常電導状態に転位し
、抵抗を発生する。

従ってこの抵抗によシ、これまで超電導体１２゜１５を
含む回路に貯えられていたエネルギが消費され、第１コ
イル群１および第２コイル群２が発生する磁界を消磁す
ることができる。第２図は上記超電導マグネット装置の
等価回路を示し、Ｌ、およびり、Ｆｉそれぞれ第１．第
２コイル群１．２のインダクタンス、ｒｌおよびｒ、は
各抵抗発生素子１１゜１４によシ発生する抵抗、Ｍは第
１．第２コイル群１，２間に生じる相互インダクタンス
である。

いま、インダクタンスＬ１を含む第１回路Ｐおよびイン
ダクタンスＬ、を含む第２回路Ｑの定常運転時の通電電
流をそれぞれ工、。ｅＩｇ）とすると、緊急消磁の場合
の電流ｉ１　、ｔ、は次式で表わせる。

−（α−γ）ｔ　　　　Ｉ　　　　　　−（α＋ｒ）ｔ
ｉｎ＝Ａ１（ｅ　　　　　＋（−１）ｅ　　　　　）　
　　　（１）ｉ　！＝　Ｊ　（ｅ−”−ｒ）ｔ＋　（」
五１　）　ｅ−”＋ｒ）ｔ）　　　（２）緊急消磁の際
に、漏洩磁界が広がらないようにするためには、上記第
１回路Ｐの電流ｉ、と第２回路Ｑの電流ｉ、がほぼ等し
い減衰速度で減衰していコイル群１と第２コイル群２の
発生する磁界の重ね合せである漏洩磁界は、所定の場所
において、定常運転時の値を超えることはない。このと
き、上記各式において、Ｌｌ、Ｌ、、Ｍおよび工、。、
■、。はコイル形状およびコイル配置で決まる値である
ので、電流減衰速度を第１回路Ｐと第２回路Ｑにおいて
ほぼ等しくするには、各抵抗発生素子１１．１４の抵抗
値ｒｌ　Ｉ　ｒ＠を適当に選定することによ）可能とな
る。従って、各回路Ｐ、Ｑにおいて抵抗発生素子１１．
１４によシミ流減衰速度を調整することで、漏洩磁界の
広がシを抑えることができる。

第３図はこの発明の超電導マグネット装置の他の実施例
を示し、図において、１１ａ〜１１Ｃはそれぞれ第１コ
イル群１側の３つの抵抗発生素子、１４ａ　＋１４ｂは
それぞれ第２コイル群２側の２つの抵抗発生素子である
。また、これらは超電導体１２ａ〜１２ｃ。

１５ａ、１５ｂと抵抗発生素子用のヒータ１３ａ〜１３
ｃｓ１６ａ。

１６ｂとから構成されておシ、抵抗発生素子１１ａ〜１
１ｃは互いに直列に接続されてお９、また、抵抗発生素
子１４ａ、１４ｂも直列に接続されている。

この実施例では、複数個の抵抗発生素子１１ａ〜１１ｃ
、１４ａ、１４ｂの各１を互いに直列に接続して用いる
ことによシ、１個の負担する端子電圧を軽減できる利点
がある。また、抵抗発生素子１１ａ〜１１ｃ１４ａ、１
４ｂを同一の規格に製作し、第１回路Ｐと第２回路Ｑに
組み込む個数を調整することによって、発生する抵抗値
の調整を行うことで、抵抗発生素子の規格化による品質
の安定化や生産個数による価格の低減等を図れる効果が
ある。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば第１コイル群および第
２コイル群の各ｌｔ−含む閉回路に、これらの閉回路に
おける電流減衰速度を等しくする抵抗発生素子をそれぞ
れ設置するように構成したので、第１コイル群および第
２コイル群の発生磁界を等しくすることによシ消磁速度
を等しくシ、これにより漏洩磁界の広がシのない緊急消
磁を実施でき、また、コイル裏作において、第１コイル
群。

第２コイル群に近接してヒータを取シ付ける作業を省略
でき、これらのコイル群製作の工程を合理化できるなど
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による超電導マグネット装
置を示す回路図、第２図は第１図の超電導マグネット装
置の電気的特性を説明する等価回路図、第３図はこの発
明の超電導マグネット装置の他の実施例を示す回路図、
第４図は従来の超電導マグネット装置を示す回路図、第
５図は第４図における漏洩磁界分布の時間に対する変化
状況を示す磁界強度分布特性図である。１は第１コイル群、２は第２コイル群、は永久電流スイッチ、、１４は抵抗発生素子。なお、図中、同一符号は同− 又は相当部分を示す。特許出願人三菱電機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　対象空間に磁界を発生する超電導の第１コイル群と、
該第１コイル群の外部漏洩磁界を低減するために、該第
１コイル群と略同心，同軸に配置されて、上記磁界とは
逆性の磁界を発生する超電導の第２コイル群と、上記第
１コイル群および第２コイル群にそれぞれ接続されて独
立した閉回路を構成する各一の永久電流スイッチとを備
えた超電導マグネット装置において、上記第１コイル群
および第２コイル群をそれぞれ含む上記各一の閉回路に
、電流減衰速度を等しくする抵抗発生素子を設けたこと
を特徴とする超電導マグネット装置。