JPH0851014A - 超電導マグネット装置 - Google Patents
超電導マグネット装置Info
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- JPH0851014A JPH0851014A JP6186048A JP18604894A JPH0851014A JP H0851014 A JPH0851014 A JP H0851014A JP 6186048 A JP6186048 A JP 6186048A JP 18604894 A JP18604894 A JP 18604894A JP H0851014 A JPH0851014 A JP H0851014A
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- superconducting magnet
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/02—Quenching; Protection arrangements during quenching
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、
液体ヘリウムの消費量を抑制し冷却能力の低下を防止す
ることが可能な超電導マグネット装置を得る。 【構成】 液体ヘリウム２に浸漬されてヘリウム容器１
内に収納される超電導コイル３と、磁気的に結合されヘ
リウム容器１と熱的に絶縁された誘起コイル１２、およ
び作動することにより誘起コイル１２の両端間に閉回路
１３を形成するスイッチング素子１４を備える。
液体ヘリウムの消費量を抑制し冷却能力の低下を防止す
ることが可能な超電導マグネット装置を得る。 【構成】 液体ヘリウム２に浸漬されてヘリウム容器１
内に収納される超電導コイル３と、磁気的に結合されヘ
リウム容器１と熱的に絶縁された誘起コイル１２、およ
び作動することにより誘起コイル１２の両端間に閉回路
１３を形成するスイッチング素子１４を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば医療用磁気共
鳴イメージング装置等に使用される超電導マグネット装
置に関するものである。
鳴イメージング装置等に使用される超電導マグネット装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５はこの種の従来の超電導マグネット
装置の概略構成を示す断面図、図６は図５における超電
導マグネット装置の回路構成を示す回路図である。図に
おいて、１は液体ヘリウム２が貯留されたヘリウム容
器、３はこのヘリウム容器１内に、液体ヘリウム２に浸
漬されて収納される超電導コイル、４、５はヘリウム容
器１を囲繞するように２重に配設される輻射熱シールド
である。
装置の概略構成を示す断面図、図６は図５における超電
導マグネット装置の回路構成を示す回路図である。図に
おいて、１は液体ヘリウム２が貯留されたヘリウム容
器、３はこのヘリウム容器１内に、液体ヘリウム２に浸
漬されて収納される超電導コイル、４、５はヘリウム容
器１を囲繞するように２重に配設される輻射熱シールド
である。
【０００３】６はこの輻射熱シールド５を囲繞するよう
に配設される真空容器で、真空雰囲気内にヘリウム容器
１および各輻射熱シールド４、５を収納している。７は
各輻射熱シールド４、５を冷却するための冷凍機であ
る。そして、これらヘリウム容器１、各輻射熱シールド
４、５および真空容器６のそれぞれは熱的に絶縁されて
いる。又、図６に示すように、超電導コイル３には保護
素子８および永久電流スイッチ（以下、ＰＣＳと称す）
９がそれぞれ並列に接続され、電流供給用リード１０に
より真空容器６の外側に配設される励消磁用電源１１に
接続される。
に配設される真空容器で、真空雰囲気内にヘリウム容器
１および各輻射熱シールド４、５を収納している。７は
各輻射熱シールド４、５を冷却するための冷凍機であ
る。そして、これらヘリウム容器１、各輻射熱シールド
４、５および真空容器６のそれぞれは熱的に絶縁されて
いる。又、図６に示すように、超電導コイル３には保護
素子８および永久電流スイッチ（以下、ＰＣＳと称す）
９がそれぞれ並列に接続され、電流供給用リード１０に
より真空容器６の外側に配設される励消磁用電源１１に
接続される。
【０００４】上記のように構成された超電導マグネット
装置の運転を行う場合には、まず、電流供給用リード１
０を取り付けた後、励消磁用電源１１から電流を流して
励磁を行う。そして、所定の磁界出力になったところで
ＰＣＳ９をＯＮすることにより、電流を超電導コイル３
に閉じ込めた状態（永久電流モード）にする。これによ
り超電導マグネット装置特有の高い安定した磁界を得る
ことができる。その後、熱侵入を少なくするために電流
供給用リード１０を取りはずし励磁が完了する。
装置の運転を行う場合には、まず、電流供給用リード１
０を取り付けた後、励消磁用電源１１から電流を流して
励磁を行う。そして、所定の磁界出力になったところで
ＰＣＳ９をＯＮすることにより、電流を超電導コイル３
に閉じ込めた状態（永久電流モード）にする。これによ
り超電導マグネット装置特有の高い安定した磁界を得る
ことができる。その後、熱侵入を少なくするために電流
供給用リード１０を取りはずし励磁が完了する。
【０００５】一方、消磁を行う場合には、電流供給用リ
ード１０を取り付け、励磁時の電流を励消磁用電源１１
により流してＰＣＳ９をＯＦＦする。そして、励消磁用
電源１１により電流を零にして消磁を行い、電流供給用
リード１０を取りはずし消磁が完了する。
ード１０を取り付け、励磁時の電流を励消磁用電源１１
により流してＰＣＳ９をＯＦＦする。そして、励消磁用
電源１１により電流を零にして消磁を行い、電流供給用
リード１０を取りはずし消磁が完了する。
【０００６】
【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、何らかの原
因で超電導コイル３にクエンチ現象が発生した場合、超
電導コイル３はヘリウム容器１の内部に回路的には孤立
して配設されているので、超電導コイル３が持つ殆どの
エネルギーは、クエンチによって発生する抵抗によりジ
ュール熱に変わるため、超電導コイル３の温度が上昇し
てヘリウム容器１内の液体ヘリウムが大量に消費される
という問題点があった。
ト装置は以上のように構成されているので、何らかの原
因で超電導コイル３にクエンチ現象が発生した場合、超
電導コイル３はヘリウム容器１の内部に回路的には孤立
して配設されているので、超電導コイル３が持つ殆どの
エネルギーは、クエンチによって発生する抵抗によりジ
ュール熱に変わるため、超電導コイル３の温度が上昇し
てヘリウム容器１内の液体ヘリウムが大量に消費される
という問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、超電導コイルにクエンチ現象が
発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制することが可
能な超電導マグネット装置を得ることを目的とするもの
である。
ためになされたもので、超電導コイルにクエンチ現象が
発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制することが可
能な超電導マグネット装置を得ることを目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る超電導マグネット装置は、液体ヘリウムが内部に貯留
されたヘリウム容器と、液体ヘリウムに浸漬されてヘリ
ウム容器内に収納される超電導コイルと、ヘリウム容器
を囲繞するように配設される輻射熱シールドと、輻射熱
シールドを囲繞するように配設され真空雰囲気内にヘリ
ウム容器および輻射熱シールドを収納する真空容器とで
構成された超電導マグネット装置において、超電導コイ
ルと磁気的に結合されヘリウム容器と熱的に絶縁された
誘起コイル、および作動することにより誘起コイルの両
端間に閉回路を形成するスイッチング素子を備えたもの
である。
る超電導マグネット装置は、液体ヘリウムが内部に貯留
されたヘリウム容器と、液体ヘリウムに浸漬されてヘリ
ウム容器内に収納される超電導コイルと、ヘリウム容器
を囲繞するように配設される輻射熱シールドと、輻射熱
シールドを囲繞するように配設され真空雰囲気内にヘリ
ウム容器および輻射熱シールドを収納する真空容器とで
構成された超電導マグネット装置において、超電導コイ
ルと磁気的に結合されヘリウム容器と熱的に絶縁された
誘起コイル、および作動することにより誘起コイルの両
端間に閉回路を形成するスイッチング素子を備えたもの
である。
【０００９】又、この発明の請求項２に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを輻射熱
シールドに取り付けたものである。
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを輻射熱
シールドに取り付けたものである。
【００１０】又、この発明の請求項３に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを真空容
器に取り付けたものである。
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを真空容
器に取り付けたものである。
【００１１】又、この発明の請求項４に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを真空容
器の外側に設けられた磁気シールドに取り付けたもので
ある。
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルを真空容
器の外側に設けられた磁気シールドに取り付けたもので
ある。
【００１２】又、この発明の請求項５に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルに所定の
値以上の電圧が誘起されると、スイッチング素子が作動
するようにしたものである。
ネット装置は、請求項１において、誘起コイルに所定の
値以上の電圧が誘起されると、スイッチング素子が作動
するようにしたものである。
【００１３】又、この発明の請求項６に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１において、超電導コイルの所定
の２位置からそれぞれ取り出されたタップ間に所定の値
以上の電圧が誘起されると、スイッチング素子が作動す
るようにしたものである。
ネット装置は、請求項１において、超電導コイルの所定
の２位置からそれぞれ取り出されたタップ間に所定の値
以上の電圧が誘起されると、スイッチング素子が作動す
るようにしたものである。
【００１４】又、この発明の請求項７に係る超電導マグ
ネット装置は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、
誘起コイルを複数個取り付けるようにしたものである。
ネット装置は、請求項１ないし６のいずれかにおいて、
誘起コイルを複数個取り付けるようにしたものである。
【００１５】
【作用】この発明の請求項１における超電導マグネット
装置の誘起コイルは、超電導コイルと磁気的に結合し
て、超電導コイルの持つエネルギーの一部を取り出し、
又、スイッチング素子は、誘起コイルの両端間に閉回路
を形成して、誘起コイルで取り出されたエネルギーを消
費する。
装置の誘起コイルは、超電導コイルと磁気的に結合し
て、超電導コイルの持つエネルギーの一部を取り出し、
又、スイッチング素子は、誘起コイルの両端間に閉回路
を形成して、誘起コイルで取り出されたエネルギーを消
費する。
【００１６】又、この発明の請求項２における超電導マ
グネット装置の誘起コイルは、輻射熱シールドに取り付
けられる。
グネット装置の誘起コイルは、輻射熱シールドに取り付
けられる。
【００１７】又、この発明の請求項３における超電導マ
グネット装置の誘起コイルは、真空容器に取り付けられ
る。
グネット装置の誘起コイルは、真空容器に取り付けられ
る。
【００１８】又、この発明の請求項４における超電導マ
グネット装置の誘起コイルは、真空容器の外側に設けら
れた磁気シールドに取り付けられる。
グネット装置の誘起コイルは、真空容器の外側に設けら
れた磁気シールドに取り付けられる。
【００１９】又、この発明の請求項５における超電導マ
グネット装置のスイッチング素子は、誘起コイルに所定
の値以上の電圧が誘起されると、作動して誘起コイルの
両端間に閉回路を形成する。
グネット装置のスイッチング素子は、誘起コイルに所定
の値以上の電圧が誘起されると、作動して誘起コイルの
両端間に閉回路を形成する。
【００２０】又、この発明の請求項６における超電導マ
グネット装置のスイッチング素子は、超電導コイルの所
定の２位置からそれぞれ取り出されたタップ間に所定の
値以上の電圧が誘起されると、作動して誘起コイルの両
端間に閉回路を形成する。
グネット装置のスイッチング素子は、超電導コイルの所
定の２位置からそれぞれ取り出されたタップ間に所定の
値以上の電圧が誘起されると、作動して誘起コイルの両
端間に閉回路を形成する。
【００２１】又、この発明の請求項７における超電導マ
グネット装置の誘起コイルは、複数個取り付けられる。
グネット装置の誘起コイルは、複数個取り付けられる。
【００２２】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における超電導マグネッ
ト装置の概略構成を示す断面図、図２は図１における超
電導マグネット装置の回路構成を示す回路図である。図
において、図５および図６に示す従来装置と同様な部分
は同一符号を付して説明を省略する。１２は超電導コイ
ル３と磁気的に結合された誘起コイルで、輻射熱シール
ド４に取り付けられヘリウム容器１とは熱的に絶縁され
ている。１３は誘起コイル１２の両端に抵抗１３ａを有
して接続され、後述のスイッチング素子の作動で形成さ
れる閉回路、なお、抵抗１３ａは、誘起コイル自身が持
つ抵抗、または誘起コイルに接続された抵抗のどちらで
も良い。１４は例えばダイオード等でなり誘起コイル１
２に所定の値以上の電圧が誘起されると作動するスイッ
チング素子、３ａはクエンチにより超電導コイル３に発
生する抵抗である。
る。図１はこの発明の実施例１における超電導マグネッ
ト装置の概略構成を示す断面図、図２は図１における超
電導マグネット装置の回路構成を示す回路図である。図
において、図５および図６に示す従来装置と同様な部分
は同一符号を付して説明を省略する。１２は超電導コイ
ル３と磁気的に結合された誘起コイルで、輻射熱シール
ド４に取り付けられヘリウム容器１とは熱的に絶縁され
ている。１３は誘起コイル１２の両端に抵抗１３ａを有
して接続され、後述のスイッチング素子の作動で形成さ
れる閉回路、なお、抵抗１３ａは、誘起コイル自身が持
つ抵抗、または誘起コイルに接続された抵抗のどちらで
も良い。１４は例えばダイオード等でなり誘起コイル１
２に所定の値以上の電圧が誘起されると作動するスイッ
チング素子、３ａはクエンチにより超電導コイル３に発
生する抵抗である。
【００２３】次に、上記のように構成された実施例１に
おける超電導マグネット装置において、超電導コイル３
にクエンチが発生した場合の動作について説明する。ま
ず、クエンチが発生した直後、超電導コイル３を流れる
電流ｉ1（ｔ）は、超電導コイルの３のインダクタンス
をＬ1、クエンチにより発生する抵抗をＲ1（ｔ）とする
と、以下に示す式（１）を満たすように減少する。 Ｌ1＊ｄｉ1（ｔ）／ｄｔ＋Ｒ1（ｔ）＊ｉ1（ｔ）＝０・・・・・（１） この時、誘起コイル１２には、超電導コイル３との相互
インダクタンスＭにより、誘起電圧Ｍ＊ｄｉ1（ｔ）／
ｄｔが発生する。
おける超電導マグネット装置において、超電導コイル３
にクエンチが発生した場合の動作について説明する。ま
ず、クエンチが発生した直後、超電導コイル３を流れる
電流ｉ1（ｔ）は、超電導コイルの３のインダクタンス
をＬ1、クエンチにより発生する抵抗をＲ1（ｔ）とする
と、以下に示す式（１）を満たすように減少する。 Ｌ1＊ｄｉ1（ｔ）／ｄｔ＋Ｒ1（ｔ）＊ｉ1（ｔ）＝０・・・・・（１） この時、誘起コイル１２には、超電導コイル３との相互
インダクタンスＭにより、誘起電圧Ｍ＊ｄｉ1（ｔ）／
ｄｔが発生する。
【００２４】そして、この誘起電圧によりスイッチング
素子１４がターンオンし、閉回路１３を形成して誘起電
流ｉ2（ｔ）が流れる。この誘起電流の電流変化率ｄｉ2
（ｔ）／ｄｔは約数十〜数百Ａ／秒であり、超電導マグ
ネット装置の励消磁の際に流れる電流の電流変化率の約
数百〜千倍の値となる。したがって、超電導コイル３と
誘起コイル１２との相互インダクタンスＭ、およびスイ
ッチング素子１４のダイオードを適切な値に設定してお
けば、超電導マグネット装置の励消磁においては動作せ
ず、超電導コイル３にクエンチが発生した場合にのみ動
作させることができる。
素子１４がターンオンし、閉回路１３を形成して誘起電
流ｉ2（ｔ）が流れる。この誘起電流の電流変化率ｄｉ2
（ｔ）／ｄｔは約数十〜数百Ａ／秒であり、超電導マグ
ネット装置の励消磁の際に流れる電流の電流変化率の約
数百〜千倍の値となる。したがって、超電導コイル３と
誘起コイル１２との相互インダクタンスＭ、およびスイ
ッチング素子１４のダイオードを適切な値に設定してお
けば、超電導マグネット装置の励消磁においては動作せ
ず、超電導コイル３にクエンチが発生した場合にのみ動
作させることができる。
【００２５】上記のように、スイッチング素子１４のタ
ーンオンにより閉回路１３が形成され、超電導コイル３
の持つエネルギーの一部が、誘起コイル１２を介して閉
回路１３に移行し、閉回路１３に誘起電流ｉ2（ｔ）が
流れると、この閉回路１３の抵抗１３ａによりジュール
熱を発生する。そして、この発生した熱は、輻射熱シー
ルド４とヘリウム容器１とが熱的に絶縁されているた
め、輻射熱シールド４および誘起コイル１２を加熱する
ことのみに費やされ、しかも輻射熱シールド４は冷凍機
７によって冷却されているので、その温度は比較的短時
間で低温に戻る。
ーンオンにより閉回路１３が形成され、超電導コイル３
の持つエネルギーの一部が、誘起コイル１２を介して閉
回路１３に移行し、閉回路１３に誘起電流ｉ2（ｔ）が
流れると、この閉回路１３の抵抗１３ａによりジュール
熱を発生する。そして、この発生した熱は、輻射熱シー
ルド４とヘリウム容器１とが熱的に絶縁されているた
め、輻射熱シールド４および誘起コイル１２を加熱する
ことのみに費やされ、しかも輻射熱シールド４は冷凍機
７によって冷却されているので、その温度は比較的短時
間で低温に戻る。
【００２６】一方、超電導コイル３は誘起コイル１２に
エネルギーが移行した分エネルギーが減少するので、ク
エンチにより超電導コイル３に発生する抵抗３ａによる
ジュール熱の発生は少なくなり、超電導コイル３の温度
上昇が緩和されるため、消費される液体ヘリウムの量を
抑制することができる。
エネルギーが移行した分エネルギーが減少するので、ク
エンチにより超電導コイル３に発生する抵抗３ａによる
ジュール熱の発生は少なくなり、超電導コイル３の温度
上昇が緩和されるため、消費される液体ヘリウムの量を
抑制することができる。
【００２７】実施例２．図３はこの発明の実施例２にお
ける超電導マグネット装置の概略構成を示す断面図、図
４は図３における超電導マグネット装置の回路構成を示
す回路図である。図において、図１および図２に示す実
施例１における装置と同様な部分は同一符号を付して説
明を省略する。１５は超電導コイル３と磁気的に結合さ
れた誘起コイルで、真空容器６に取り付けられヘリウム
容器１とは熱的に絶縁されている。３ｂ、３ｃは超電導
コイル３の所定の２位置から取り出された一対のタッ
プ、１６は誘起コイル１５の両端に抵抗１６ａを有して
接続され、後述のスイッチング素子の作動により形成さ
れる閉回路、なお、抵抗１６ａは誘起コイル自身が持つ
抵抗、または誘起コイルに接続された抵抗のどちらでも
良い。１７は例えばサイリスタ等でなり両タップ３ｂ、
３ｃ間に所定の値以上の電圧が誘起されると作動するス
イッチング素子である。
ける超電導マグネット装置の概略構成を示す断面図、図
４は図３における超電導マグネット装置の回路構成を示
す回路図である。図において、図１および図２に示す実
施例１における装置と同様な部分は同一符号を付して説
明を省略する。１５は超電導コイル３と磁気的に結合さ
れた誘起コイルで、真空容器６に取り付けられヘリウム
容器１とは熱的に絶縁されている。３ｂ、３ｃは超電導
コイル３の所定の２位置から取り出された一対のタッ
プ、１６は誘起コイル１５の両端に抵抗１６ａを有して
接続され、後述のスイッチング素子の作動により形成さ
れる閉回路、なお、抵抗１６ａは誘起コイル自身が持つ
抵抗、または誘起コイルに接続された抵抗のどちらでも
良い。１７は例えばサイリスタ等でなり両タップ３ｂ、
３ｃ間に所定の値以上の電圧が誘起されると作動するス
イッチング素子である。
【００２８】次に、上記のように構成された実施例２に
おける超電導マグネット装置において、超電導コイル３
にクエンチが発生した場合の動作について説明する。ま
ず、クエンチが発生した直後、超電導コイル３を流れる
電流ｉ1（ｔ）は、実施例１で説明したと同様に上記し
た式（１）を満たすように減少する。この時、両タップ
３ｂ、３ｃ間に発生する電圧は、超電導コイル３の巻数
をＮターン、両タップ３ｂ、３ｃ間の巻数をＫターンと
すると、以下に示す式（２）で表される。 （Ｋ／Ｎ）Ｌ1＊ｄｉ1（ｔ）／ｄｔ・・・・・・・・・・・・・（２）
おける超電導マグネット装置において、超電導コイル３
にクエンチが発生した場合の動作について説明する。ま
ず、クエンチが発生した直後、超電導コイル３を流れる
電流ｉ1（ｔ）は、実施例１で説明したと同様に上記し
た式（１）を満たすように減少する。この時、両タップ
３ｂ、３ｃ間に発生する電圧は、超電導コイル３の巻数
をＮターン、両タップ３ｂ、３ｃ間の巻数をＫターンと
すると、以下に示す式（２）で表される。 （Ｋ／Ｎ）Ｌ1＊ｄｉ1（ｔ）／ｄｔ・・・・・・・・・・・・・（２）
【００２９】そして、この両タップ３ｂ、３ｃ間に発生
した電圧によりスイッチング素子１７が作動し、閉回路
１６を形成して誘起電流ｉ2（ｔ）が流れる。したがっ
て、スイッチング素子１７が作動する電圧値を適切に設
定しておけば、超電導マグネット装置の励消磁において
は動作せず、超電導コイル３にクエンチが発生した場合
にのみ動作させることができる。
した電圧によりスイッチング素子１７が作動し、閉回路
１６を形成して誘起電流ｉ2（ｔ）が流れる。したがっ
て、スイッチング素子１７が作動する電圧値を適切に設
定しておけば、超電導マグネット装置の励消磁において
は動作せず、超電導コイル３にクエンチが発生した場合
にのみ動作させることができる。
【００３０】上記のように、スイッチング素子１７の作
動により閉回路１６が形成され、超電導コイル３の持つ
エネルギーの一部が、誘起コイル１５を介して閉回路１
６に移行し、閉回路１６に誘起電流ｉ2（ｔ）が流れる
と、この閉回路１６の抵抗１６ａによりジュール熱を発
生する。そして、この発生した熱は、真空容器６とヘリ
ウム容器１とが熱的に絶縁されているため、真空容器６
および誘起コイル１５を加熱することのみに費やされ、
しかも真空容器６は外気に直接さらされているので、外
気によって冷却され比較的短時間で低温に戻る。
動により閉回路１６が形成され、超電導コイル３の持つ
エネルギーの一部が、誘起コイル１５を介して閉回路１
６に移行し、閉回路１６に誘起電流ｉ2（ｔ）が流れる
と、この閉回路１６の抵抗１６ａによりジュール熱を発
生する。そして、この発生した熱は、真空容器６とヘリ
ウム容器１とが熱的に絶縁されているため、真空容器６
および誘起コイル１５を加熱することのみに費やされ、
しかも真空容器６は外気に直接さらされているので、外
気によって冷却され比較的短時間で低温に戻る。
【００３１】一方、超電導コイル３は誘起コイル１２に
エネルギーが移行した分エネルギーが減少するので、ク
エンチにより超電導コイル３に発生する抵抗３ａによる
ジュール熱の発生は少なくなり、超電導コイル３の温度
上昇が緩和されるため、消費される液体ヘリウムの量を
抑制することができる。又、誘起コイル１５を比較的に
頑丈な真空容器６に取り付けているので、構造的にも安
定した装置とすることができる。
エネルギーが移行した分エネルギーが減少するので、ク
エンチにより超電導コイル３に発生する抵抗３ａによる
ジュール熱の発生は少なくなり、超電導コイル３の温度
上昇が緩和されるため、消費される液体ヘリウムの量を
抑制することができる。又、誘起コイル１５を比較的に
頑丈な真空容器６に取り付けているので、構造的にも安
定した装置とすることができる。
【００３２】実施例３．尚、上記各実施例１、２では、
各誘起コイル１２、１５をそれぞれ輻射熱シールド４お
よび真空容器６に取り付けた場合について説明したが、
真空容器６の外側に漏洩磁束を規制するために設けられ
る磁気シールドに取り付けても良く、上記各実施例と同
様の効果を得ることは勿論のこと、真空容器６の外側で
作業ができるため組立が容易となる。
各誘起コイル１２、１５をそれぞれ輻射熱シールド４お
よび真空容器６に取り付けた場合について説明したが、
真空容器６の外側に漏洩磁束を規制するために設けられ
る磁気シールドに取り付けても良く、上記各実施例と同
様の効果を得ることは勿論のこと、真空容器６の外側で
作業ができるため組立が容易となる。
【００３３】実施例４．又、上記各実施例１〜３では、
各誘起コイル１２、１５がそれぞれ１個ずつ設けられた
場合について説明したが、誘起コイルを複数個設けるよ
うにしても良く、複数個とすることにより個々には小形
化が可能になるとともに、例えば輻射熱シールド４、
５、真空容器６等に分散して取り付けることができ、取
付位置の選択が容易になる。
各誘起コイル１２、１５がそれぞれ１個ずつ設けられた
場合について説明したが、誘起コイルを複数個設けるよ
うにしても良く、複数個とすることにより個々には小形
化が可能になるとともに、例えば輻射熱シールド４、
５、真空容器６等に分散して取り付けることができ、取
付位置の選択が容易になる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、液体ヘリウムが内部に貯留されたヘリウム容器
と、液体ヘリウムに浸漬されてヘリウム容器内に収納さ
れる超電導コイルと、ヘリウム容器を囲繞するように配
設される輻射熱シールドと、輻射熱シールドを囲繞する
ように配設され真空雰囲気内にヘリウム容器および輻射
熱シールドを収納する真空容器とで構成された超電導マ
グネット装置において、超電導コイルと磁気的に結合さ
れヘリウム容器と熱的に絶縁された誘起コイル、および
作動することにより誘起コイルの両端間に閉回路を形成
するスイッチング素子を備えたので、超電導コイルにク
エンチ現象が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制
することが可能な超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
れば、液体ヘリウムが内部に貯留されたヘリウム容器
と、液体ヘリウムに浸漬されてヘリウム容器内に収納さ
れる超電導コイルと、ヘリウム容器を囲繞するように配
設される輻射熱シールドと、輻射熱シールドを囲繞する
ように配設され真空雰囲気内にヘリウム容器および輻射
熱シールドを収納する真空容器とで構成された超電導マ
グネット装置において、超電導コイルと磁気的に結合さ
れヘリウム容器と熱的に絶縁された誘起コイル、および
作動することにより誘起コイルの両端間に閉回路を形成
するスイッチング素子を備えたので、超電導コイルにク
エンチ現象が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制
することが可能な超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
【００３５】又、この発明の請求項２によれば、請求項
１において、誘起コイルを輻射熱シールドに取り付けた
ので超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘ
リウムの消費量を抑制することが可能であることは勿論
のこと、昇温した誘起コイルを比較的短時間で低温に戻
すことができる。
１において、誘起コイルを輻射熱シールドに取り付けた
ので超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘ
リウムの消費量を抑制することが可能であることは勿論
のこと、昇温した誘起コイルを比較的短時間で低温に戻
すことができる。
【００３６】又、この発明の請求項３によれば、請求項
１において、誘起コイルを真空容器に取り付けたので、
超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウ
ムの消費量を抑制することが可能であることは勿論のこ
と、昇温した誘起コイルを比較的短時間で低温に戻すこ
とができる。
１において、誘起コイルを真空容器に取り付けたので、
超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウ
ムの消費量を抑制することが可能であることは勿論のこ
と、昇温した誘起コイルを比較的短時間で低温に戻すこ
とができる。
【００３７】又、この発明の請求項４によれば、請求項
１において、誘起コイルを真空容器の外側に設けられた
磁気シールドに取り付けたので、超電導コイルにクエン
チ現象が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制する
ことが可能であることは勿論のこと、誘起コイルの取付
作業を容易することができる。
１において、誘起コイルを真空容器の外側に設けられた
磁気シールドに取り付けたので、超電導コイルにクエン
チ現象が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制する
ことが可能であることは勿論のこと、誘起コイルの取付
作業を容易することができる。
【００３８】又、この発明の請求項５によれば、請求項
１において、誘起コイルに所定の値以上の電圧が誘起さ
れると、スイッチング素子が作動するようにしたので、
超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウ
ムの消費量を抑制することが可能な超電導マグネット装
置を得ることができる。
１において、誘起コイルに所定の値以上の電圧が誘起さ
れると、スイッチング素子が作動するようにしたので、
超電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウ
ムの消費量を抑制することが可能な超電導マグネット装
置を得ることができる。
【００３９】又、この発明の請求項６によれば、請求項
１において、超電導コイルの所定の２位置からそれぞれ
取り出されたタップ間に所定の値以上の電圧が誘起され
ると、スイッチング素子が作動するようにしたので、超
電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウム
の消費量を抑制することが可能な超電導マグネット装置
を得ることができる。
１において、超電導コイルの所定の２位置からそれぞれ
取り出されたタップ間に所定の値以上の電圧が誘起され
ると、スイッチング素子が作動するようにしたので、超
電導コイルにクエンチ現象が発生しても、液体ヘリウム
の消費量を抑制することが可能な超電導マグネット装置
を得ることができる。
【００４０】又、この発明の請求項７によれば、請求項
１ないし６のいずれかにおいて、誘起コイルを複数個取
り付けるようにしたので、超電導コイルにクエンチ現象
が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制することが
可能であることは勿論のこと、誘起コイルの小形化なら
びに取付位置の選択を容易にすることができる。
１ないし６のいずれかにおいて、誘起コイルを複数個取
り付けるようにしたので、超電導コイルにクエンチ現象
が発生しても、液体ヘリウムの消費量を抑制することが
可能であることは勿論のこと、誘起コイルの小形化なら
びに取付位置の選択を容易にすることができる。
【図１】 この発明の実施例１における超電導マグネッ
ト装置の概略構成を示す断面図である。
ト装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】 図１における超電導マグネット装置の回路構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図３】 この発明の実施例２における超電導マグネッ
ト装置の概略構成を示す断面図である。
ト装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】 図３における超電導マグネット装置の回路構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
【図５】 従来の超電導マグネット装置の概略構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】 図５における超電導マグネット装置の回路構
成を示す回路図である。
成を示す回路図である。
１ ヘリウム容器、２ 液体ヘリウム、３ 超電導コイ
ル、３ｂ，３ｃ タップ、４，５ 輻射熱シールド、６
真空容器、７ 冷凍機、９ 永久電流スイッチ、１
２，１５ 誘起コイル、１３，１６ 閉回路、１４，１
７ スイッチング素子。
ル、３ｂ，３ｃ タップ、４，５ 輻射熱シールド、６
真空容器、７ 冷凍機、９ 永久電流スイッチ、１
２，１５ 誘起コイル、１３，１６ 閉回路、１４，１
７ スイッチング素子。
Claims (7)
- 【請求項１】 液体ヘリウムが内部に貯留されたヘリウ
ム容器と、上記液体ヘリウムに浸漬されて上記ヘリウム
容器内に収納される超電導コイルと、上記ヘリウム容器
を囲繞するように配設される輻射熱シールドと、上記輻
射熱シールドを囲繞するように配設され真空雰囲気内に
上記ヘリウム容器および輻射熱シールドを収納する真空
容器とで構成された超電導マグネット装置において、上
記超電導コイルと磁気的に結合され上記ヘリウム容器と
熱的に絶縁された誘起コイル、および作動することによ
り上記誘起コイルの両端間に閉回路を形成するスイッチ
ング素子を備えたことを特徴とする超電導マグネット装
置。 - 【請求項２】 誘起コイルは輻射熱シールドに取り付け
られていることを特徴とする請求項１記載の超電導マグ
ネット装置。 - 【請求項３】 誘起コイルは真空容器に取り付けられて
いることを特徴とする請求項１記載の超電導マグネット
装置。 - 【請求項４】 誘起コイルは真空容器の外側に設けられ
た磁気シールドに取り付けられていることを特徴とする
請求項１記載の超電導マグネット装置。 - 【請求項５】 スイッチング素子は誘起コイルに所定の
値以上の電圧が誘起されると作動することを特徴とする
請求項１記載の超電導マグネット装置。 - 【請求項６】 スイッチング素子は超電導コイルの所定
の２位置からそれぞれ取り出されたタップ間に所定の値
以上の電圧が誘起されると作動することを特徴とする請
求項１記載の超電導マグネット装置。 - 【請求項７】 誘起コイルは複数個設けられていること
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の超電
導マグネット装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186048A JP2907012B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 超電導マグネット装置 |
| US08/510,072 US5668515A (en) | 1994-08-08 | 1995-08-01 | Superconductive magnet apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186048A JP2907012B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851014A true JPH0851014A (ja) | 1996-02-20 |
| JP2907012B2 JP2907012B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=16181491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6186048A Expired - Lifetime JP2907012B2 (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 超電導マグネット装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5668515A (ja) |
| JP (1) | JP2907012B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007335616A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネット |
| JP2015142044A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | 超伝導マグネット装置 |
| JP2017117980A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット、及びｍｒｉ用超電導マグネット装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6111490A (en) * | 1996-06-19 | 2000-08-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet apparatus and method for magnetizing superconductor |
| DE10033411C2 (de) * | 2000-07-08 | 2002-08-14 | Bruker Biospin Gmbh | Aktiv abgeschirmter supraleitender Magnet mit Schutzeinrichtung |
| JP2003130937A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-08 | Hitachi Ltd | 溶液用核磁気共鳴分析装置 |
| US20060083859A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-20 | Todd Robida | Magnetic levitation system for coating a device, a method of using the system, and device made by the system |
| JP4404021B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2010-01-27 | 株式会社日立製作所 | Ｍｒｉ用超電導磁石 |
| CN101126787B (zh) * | 2007-09-28 | 2010-06-09 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导线圈失超检测方法 |
| US20100102908A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Wang Nmr Inc | Annular multi-cell endless box girder apparatus for a quench avoidant coldmass in an mri magnet |
| US20100109824A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-06 | Wang Nmr Inc | Unitary multi-cell concentric cylindrical box girder coldmass apparatus for open air mri to avoid superconducting magnet quench |
| CN102903473B (zh) | 2011-07-29 | 2016-03-30 | 通用电气公司 | 超导磁体系统 |
| JP2015079846A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石装置 |
| GB2529244B (en) * | 2014-08-15 | 2017-03-08 | Siemens Healthcare Ltd | A cooling arrangement for a superconducting magnet structure for an MRI system |
| GB2540623A (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-25 | Tesla Eng Ltd | Superconducting winding arrangements |
| GB201618333D0 (en) | 2016-10-31 | 2016-12-14 | Tokamak Energy Ltd | Quench protection in superconducting magnets |
| JP6377791B1 (ja) * | 2017-03-10 | 2018-08-22 | Ｅｍデバイス株式会社 | 電磁継電器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2951537A1 (de) * | 1979-12-20 | 1981-07-02 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Zeugmatografieverfahren |
| JPS61144802A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Toshiba Corp | 超電導電磁石装置 |
| DE3628161A1 (de) * | 1986-08-20 | 1988-02-25 | Spectrospin Ag | Vorrichtung zum kompensieren von zeitvarianten feldstoerungen in magnetfeldern |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP6186048A patent/JP2907012B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-08-01 US US08/510,072 patent/US5668515A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007335616A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネット |
| JP4699293B2 (ja) * | 2006-06-15 | 2011-06-08 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
| JP2015142044A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 株式会社東芝 | 超伝導マグネット装置 |
| JP2017117980A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット、及びｍｒｉ用超電導マグネット装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2907012B2 (ja) | 1999-06-21 |
| US5668515A (en) | 1997-09-16 |
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