(57)【要約】【課題】  液体冷媒槽内の圧力異常を未然に防止可能な超電導磁石装置を提供する。そして、この超電導磁石装置の性質を専ら利用するＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置又はＩＣＲ質量分析装置を提供する。【解決手段】  ヘリウム槽がポンプ５９により減圧され、大気圧より低い状態で超電導磁石装置が運転されており、磁場検知器３２を用いて、超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知した際、遮断弁５８が連動してヘリウム槽とポンプ５９との連通を遮断する。【選択図】図２
2006165009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリウム槽がポンプにより減圧され、大気圧より低い状態で運転される超電導磁石装置であって、
超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知可能なクエンチ検知手段と、前記ヘリウム槽とポンプとを連通する管の途中に設けられた遮断弁とを備え、
前記クエンチ検知手段が、超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知した際、前記遮断弁が連動して前記ヘリウム槽と前記ポンプとの連通を遮断する超電導磁石装置。
【請求項２】
前記クエンチ検知手段が、磁場検知器である請求項１に記載の超電導磁石装置。
【請求項３】
前記磁場検知器が、１００Ｇａｕｓｓ以上の漏れ磁場領域に配置されている請求項２に記載の超電導磁石装置。
【請求項４】
前記ヘリウム槽が、内部でヘリウムが多量に蒸発した際に、ヘリウムガスを放出する安全弁をさらに有するものであり、
前記クエンチ検知手段が、前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサである請求項１に記載の超電導磁石装置。
【請求項５】
前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサが、ヘリウムガスの放出音を検知する音センサである請求項４に記載の超電導磁石装置。
【請求項６】
前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサが、前記安全弁が解放状態となったことを検知するものである請求項４に記載の超電導磁石装置。
【請求項７】
前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサが、前記安全弁と連通するヘリウムガス放出口の温度が−１００℃以下となったことを検知する温度センサである請求項４に記載の超電導磁石装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の超電導磁石装置を備えるＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置又はＩＣＲ質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒型の超電導磁石装置、及びこの超電導磁石装置を用いたＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置又はＩＣＲ質量分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ等の超電導磁石は、磁場を発生させるコイルを液体ヘリウムで冷却しているタイプのものがある。このタイプの超電導磁石は、超電導コイルと、液体ヘリウムが収容された液体ヘリウム槽とを備えており、超電導コイルを液体ヘリウムに浸漬させることによって、超電導コイルを冷却している。また、液体ヘリウム槽に収容された液体ヘリウムの蒸発量を抑制するために、液体ヘリウム槽とこれを囲むように配置された真空断熱槽との間を真空状態に保つとともに、真空断熱槽と液体ヘリウム槽の間に、液体窒素槽や輻射シールドを備えていることが多い。また、液体ヘリウム槽内の圧力が高くならないように、液体ヘリウム槽に収容される液体ヘリウムから気化したヘリウムガスを排気するためのヘリウムガス排気管が、液体ヘリウム槽に取り付けられている。このヘリウムガス排気管の壁面は、液体ヘリウム槽から蒸発した冷たいヘリウムガスによって冷却されている。
【０００３】
このような超電導磁石は、１０-8／ｈｒ以下の非常に高い磁場安定度が求められることがある。例えば、高分解能ＮＭＲ装置、高分解能ＭＲＩ装置、高分解能ＩＣＲ質量分析装置等に用いられる場合である。上述したように、超電導磁石は液体ヘリウムで冷却されているが、このときの温度は大気圧における液体ヘリウムの沸点で決められる。このため気象条件により大気圧が変動すると液体ヘリウムの沸点温度がわずかに変化し、温度に依存する超電導線の臨界電流値も変化することになる。磁場安定度は臨界電流値のような超電導特性に依存するので、結果的に磁場安定度は気象条件（大気圧の変化）の影響を受けることになる。したがって磁場安定度は一定にはならず常に変動しており、ＮＭＲ測定等に支障をきたすことがある。
【０００４】
このような状況を避けるため、例えば下記特許文献１に示すような超電動磁石装置がある。この超電動磁石装置は、真空断熱容器（１）と、該真空断熱容器（１）内に配置され且つ液体ヘリウム（４）が充填された液体ヘリウム槽（３）と、該液体ヘリウム槽（３）内に配置された超電導磁石（２）と、前記真空容器（１）内であって前記液体ヘリウム槽（３）を外周から囲繞する様に配置され且つ液体窒素（６）が充填された液体窒素槽（５）とを有する超電導磁石装置において、前記液体ヘリウム槽（３）の上部に前記真空断熱容器（１）を貫通して外部に連通するヘリウム配管（３ａ）を形成し、該ヘリウム配管（３ａ）を真空ポンプ（９）に接続し、これにより、前記超伝導磁石（２）に通電・励磁して永久電流モードになした後に前記真空ポンプ（９）を作動させて前記液体ヘリウム槽（３）内を減圧し、液体ヘリウム（４）温度を低下させて前記超伝導磁石（２）の臨界電流値を高く設定できる様にした事を特徴とするものである。そして、圧力センサ（７）と自動弁（Ｖ１）と真空ポンプ（９）とが配管（１０）に直列に配置されると共に、前記圧力センサ（７）からの信号に基づいて前記自動弁（Ｖ１）又は前記真空ポンプ（９）の制御を行う制御部（８）を有してなる事を特徴とする、超伝導磁石装置の液体ヘリウム槽（３）に接続して該液体ヘリウム槽（３）内の圧力を常圧以下の所定の圧力に保持して超伝導磁石の臨界電流値（ＩＣ）を上げるための減圧装置ユニットを有している。
【特許文献１】特開２００３−６９０９２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の超電動磁石装置においては、超電導磁石が何らかの原因でクエンチ（超電導磁石の超電導状態が破壊され、常電導状態に転移すること）すると、超電導磁石に蓄積されていたエネルギが熱に変わって液体ヘリウムを瞬間的に蒸発させ、通常、ヘリウム槽に設けられた安全弁（一時的に解放状態となる弁）や破裂弁（恒久的に解放状態となる弁）からヘリウムガスが噴出する。このときでも、減圧装置ユニットは動作を続けているので、上述の弁を通じて空気を大量にヘリウム槽内に吸い込んでしまうことになる。ヘリウム槽内に混入した空気は冷却され氷結するが、ヘリウム槽と外部とを連通させているヘリウム配管内において氷結すると、この配管を閉塞させてしまうことがある。ヘリウム配管内が閉塞すると、蒸発したヘリウムガスが行き場を無くすので、温めたヘリウムガスを配管内に流して氷結部分を解かす等のしかるべき処置を取らないと、ヘリウム槽内の圧力が上昇して破裂してしまうことがある。
【０００６】
なお、かかる課題は、液体ヘリウム槽のみでなく、液体ヘリウム槽を取り囲むようにして配置される液体窒素槽についても同様のことがいえる。
【０００７】
また、大学の低温センターのようにヘリウムガスを回収して再液化しているような場合、回収ラインに大量の空気を混入させると、ヘリウムガスの再液化装置にトラブルを起こすおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、液体冷媒槽内の圧力異常を未然に防止可能な超電導磁石装置を提供することを第１の目的とする。そして、この超電導磁石の性質を専ら利用するＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置又はＩＣＲ質量分析装置の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００９】
本発明において、以下の特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。前記課題を解決するための本発明は、ヘリウム槽がポンプにより減圧され、大気圧より低い状態で運転される超電導磁石装置であって、超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知可能なクエンチ検知手段と、前記ヘリウム槽とポンプとを連通する管の途中に設けられた遮断弁とを備え、前記クエンチ検知手段が、超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知した際、前記遮断弁が連動して前記ヘリウム槽と前記ポンプとの連通を遮断するものである。
この超電導磁石装置によれば、クエンチ検知手段が、超電導磁石の超電導状態が破壊されたことを検知した際、クエンチ検知手段から信号が出力される。この信号を受けて遮断弁がヘリウム槽とポンプとの連通を遮断する。したがって、ヘリウム槽内への空気の吸引を防止することが可能となり、配管内における空気の氷結を防止できる。即ち、液体冷媒槽内の圧力異常を未然に防止することができるので、液体冷媒槽の損傷又は破裂といったトラブルを回避できる。
【００１０】
また、本発明に係る超電導磁石装置は、前記クエンチ検知手段が磁場検知器であることが好ましい。磁場検知器によれば、確実かつ迅速にクエンチを検知することができる。
【００１１】
また、本発明に係る超電導磁石装置は、前記磁場検知器が、所定値以上の漏れ磁場領域に配置されており、この所定値未満の漏れ磁場を検知した際に遮断弁を作動させることが好ましい。ここで、所定値は、地磁気や他の機器等の磁気の影響を考慮して、１００Ｇａｕｓｓ以上であることが望ましい。
所定値以上の漏れ磁場領域に配置し、この所定値未満の漏れ磁場を検知した際に遮断弁を作動させることで、誤動作なくクエンチを検出できる。
【００１２】
また、本発明に係る超電導磁石装置は、前記ヘリウム槽が、内部でヘリウムが多量に蒸発した際に、ヘリウムガスを放出する安全弁をさらに有するものであり、前記クエンチ検知手段が、前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサであることが好ましい。なお、前記安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサは、ヘリウムガスの放出音を検知する音センサ、前記安全弁が解放状態となったことを検知するもの、前記安全弁と連通するヘリウムガス放出口の温度が−１００℃以下となったことを検知する温度センサのうち、少なくとも１つであることが好ましい。
これらのセンサによれば、確実かつ迅速にクエンチを検知することができる。
【００１３】
本発明に係るＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置及びＩＣＲ質量分析装置は、上記のいずれかに記載の超電導磁石を備えるものであることが好ましい。
上記構成により、上記各効果を有するＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置及びＩＣＲ質量分析装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る超電導磁石の実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は、本発明の実施形態に係る超電導磁石装置の超電導磁石１の要部概略断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る超電導磁石装置の圧力調整機構４を示す概略図である。本発明の実施形態に係る超電導磁石装置の超電導磁石１は、超電導コイル５を収容する液体ヘリウム槽２、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂ、液体窒素槽１０、及び真空断熱槽１２などを主要な構成部とする。本発明の実施形態に係る超電導磁石装置の圧力調整機構４は、圧力スタビライザー５１、ヘリウムガスボンベ５２などを主要な構成部とする。
【００１５】
図１において、液体ヘリウム槽２は、その内部に超電導コイル５と液体ヘリウム６とを収容している。液体ヘリウム６は、超電導コイル５を冷却するためのものであり、超電導コイル５を極低温に保持している。
【００１６】
超電導コイル５は筒状の形状をしている。また、内部に中空部２５を有し、液体ヘリウム槽２や真空断熱槽１２の内側に配置される中空筒２６・２７・２８のうち、最も外側に配置される中空筒２８の外周部に、超電導コイル５の内面が沿うように設けられている。そして、最も内側に配置される中空筒２６の中空部２５に磁場を発生させている。また、中空筒２６・２７・２８は、この中空部２５が外部と連通する態様で鉛直に配置されている。ただし、中空筒２６・２７・２８は、ＭＲＩ用又はＩＣＲ用の超電導磁石のように、中空部２５が外部と連通する態様で水平に配置されていてもよい。
【００１７】
なお、超電導磁石１がＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置やＩＣＲ質量分析装置において利用されるときは、最も内側に配置される中空筒２６の中空部２５が、試料空間又は被験空間となる。また、ＭＲＩ装置において超電導磁石１を利用する場合、中空部２５の口径は、試料となる動物又は被験者がこの中空部２５を仰向けの状態で通過できる程度の大きさとなる。
【００１８】
ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂは、液体ヘリウム槽２に収容される液体ヘリウム６から気化したヘリウムガス７を液体ヘリウム槽２の外部に排気するためのものである。そして、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの管内を流れるヘリウムガス７が上方に向かうように、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの下端３Ａａ・３Ｂａが、液体ヘリウム槽２の上部に接続して取り付けられている。
【００１９】
また、このヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの周囲には、真空断熱槽１２から突出した外管１８Ａ・１８Ｂが配置されている。なお、図示されていないが、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの上端は、外管１８Ａ・１８Ｂのフランジ部４０Ａ・４０Ｂで、外管１８Ａ・１８Ｂとヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂとの隙間を塞ぐように溶接して固定されている。したがって、フランジ部４０Ａ・４０Ｂよりも上方側、即ち、ヘリウムガス７が流れる方向の下流側では、外管１８Ａ・１８Ｂの管内をヘリウムガス７が流れることとなる。
【００２０】
また、外管１８Ａ・１８Ｂは、フランジ部４０Ａ・４０Ｂよりも上方側、即ち、ヘリウムガス７が流れる方向の下流側で、各々の管内が連通する連通部２９を備えている。
【００２１】
また、外管１８Ａ・１８Ｂのフランジ部４０Ａ・４０Ｂよりも下方側、即ち、ヘリウムガス７が流れる方向の上流側では、外管１８Ａ・１８Ｂとヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂとの間に、第１の真空層１３が形成されている。これは、対流熱、及びヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂを通じての伝導熱など、超電導磁石１の外部からヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂへの熱の侵入を防止するためである。
【００２２】
また、フランジ部４０Ａ・４０Ｂよりも上方側、即ち、ヘリウムガス７が流れる方向の下流側であって、一方の外管１８Ａの途中から、枝管１６が水平方向に分岐している。そして、２本のヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの管内を通って流れてきたヘリウムガス７は合流されたのち、枝管１６及び枝管１６と連通する枝管６５を通って圧力調整機構４に吸気される。
【００２３】
圧力スタビライザー５１は、圧力調整機構４の本体部であり、圧力コントローラ５４と、圧力センサ５５と、スロットルバルブ５６と、磁場検知器３２と、遮断弁５８と、ポンプ５９とを備えている。圧力センサ５５、スロットルバルブ５６、遮断弁５８、及びポンプ５９は、この順に配管を介して連通している。
【００２４】
圧力コントローラ５４は、圧力センサ５５から配管内における現在の圧力値を得て、ポンプ５９で引く圧力が所望する値となるように、スロットルバルブ５６で圧力を自動調節するものである。
【００２５】
磁場検知器３２は、検知した値が予め設定された漏れ磁場強度以上であれば、磁場検知器３２が遮断弁５８を解放状態とする命令を出力する。設定された漏れ磁場強度未満になった際には、磁場検知器３２が遮断弁５８に命令を出力して、ポンプ５９とヘリウム槽２との連通を遮断させる。
【００２６】
遮断弁５８は、どのような弁でも構わないが、応答性、確実性の面で電磁弁であることが好ましい。また、この遮断弁５８は、圧力調整バルブ６０と、配管６６、逆止弁６４、配管６７を介して接続されている。
【００２７】
ヘリウムガスボンベ５２は、ヘリウムガス圧力調整器７１、配管７２、ガス導入バルブ７３を介して、圧力スタビライザー５１や逆止弁６１等と連通している。ヘリウムガスボンベ５２は、液体ヘリウム槽２に注入口（図示せず）から液体ヘリウムを移送（注液）する際に、以下のように用いられる。液体ヘリウムの移送時には、逆止弁６１が取り外され、ヘリウムガス放出口として用いられるが、ヘリウム槽２内が減圧された状態のまま逆止弁６１をはずすと空気を吸い込んでしまう。そのため、前もってガス導入バルブ７３を開けてヘリウム槽２と配管６５、２９、３、７等へ、ヘリウムガスボンベ５２からヘリウムガスを導入し、ヘリウム槽２内を大気圧まで戻す。なお、このとき圧力調整バルブ６０は閉じられている。ヘリウム槽２内の圧力は圧力計５３でモニターできるので、大気圧まで戻ったかを確認できる。
【００２８】
逆止弁６１は、圧力スタビライザー５１が停電等で停止した場合に、ガスを放出させるための安全弁である。
逆止弁６４は、配管６６を介して圧力調整バルブ６０に、配管６７を介して遮断弁５８にそれぞれ接続されている。なお、逆止弁６４は、圧力調整バルブ６０を閉じて作業し、その後解放した際に逆流が起きないようにするための安全弁である。
【００２９】
液体窒素槽１０は、液体ヘリウム槽２と輻射シールド９を取り囲むようにして配置されている。液体窒素槽１０は、その内部に液体窒素１１を収容しており、超電導磁石１の外部から液体ヘリウム槽２への熱の侵入を低減する役割を果たしている。なお、液体窒素槽１０に収容されている液体窒素１１から気化した窒素ガスは、窒素ガス排気管１９の管内を通って排気されている。
【００３０】
真空断熱槽１２は、液体ヘリウム槽２、輻射シールド９、及び液体窒素槽１０などを囲むように配置されている。ここで、真空断熱槽１２は、隙間なく密閉して構成されており、真空断熱槽１２の内部は、予め真空ポンプによって吸引され、真空状態が維持されている。したがって、真空断熱槽１２と液体窒素槽１０の間には第２の真空層２０が形成されることとなる。第２の真空層２０は断熱作用を有するため、超電導磁石１の外部から、真空断熱槽１２に囲まれた液体窒素槽１１や液体ヘリウム槽２への熱の侵入を低減することができる。
なお、前述した外管１８Ａ・１８Ｂは、第１の真空層１３と第２の真空層２０とが連通するように真空断熱槽１２から突出しており、外管１８Ａ・１８Ｂと真空断熱槽１２とは一体構成となっている。
【００３１】
また、真空断熱槽１２には、２個の安全弁３０とドロップオフプレート３１と磁場検知器３２とが備えられている。安全弁３０は、液体ヘリウム６からヘリウムガス７への気化による急激な膨張によって、液体ヘリウム槽２が破損又は破裂することを防止するためのものであり、連通部２９に設けられている。一方、ドロップオフプレート３１は、真空断熱槽１２の下部に設けられている。磁場検知器３２は、１００〜２５００Ｇａｕｓｓの漏れ磁場が検知できる位置に配置されていることが好ましい。
【００３２】
安全弁３０は、設定された圧力に達するまでは弁が閉じた状態となっているが、設定された圧力に達すると弁が開放される。
ドロップオフプレート３１は、真空断熱槽１２内部の真空状態が破れたときに開放される破裂弁である。
磁場検知器３２は、漏れ磁場強度を検知して、超電導磁石が磁場を発生しているかを検知するものである。
【００３３】
また、本実施形態における超電導磁石１は、超電導磁石１の外部から液体ヘリウム槽２への熱の侵入を極力低減させるために、あらゆる工夫がなされている。例えば、液体ヘリウム槽２を囲むように輻射シールド９を配置することによって、超電導磁石１の外部から液体ヘリウム槽２への熱の侵入を低減している。
【００３４】
また、同様に、本実施形態における超電導磁石１は、超電導磁石１の外部からヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂへの熱の侵入を極力低減させるためにも、あらゆる工夫がなされている。
【００３５】
例えば、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂは、液体ヘリウム槽２の上面を貫通し、液体ヘリウム槽２の上部で外管１８Ａ・１８Ｂと固定されている。さらに、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂは、液体窒素槽１０と輻射シールド９を貫通しており、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂと液体ヘリウム槽２は、各々互いに隙間なく固定されている。
【００３６】
上記構成によって、ヘリウムガス７は、周囲に第１の真空層１３が形成されたヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの管内を流れることとなるので、第１の真空層１３の断熱作用によって、超電導磁石１の外部からヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの管内への熱の侵入を低減することができる。
【００３７】
さらに、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの管内を流れるヘリウムガス７は、液体ヘリウム槽２の内部からその外部に向かって流れるので、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの内壁は常に冷却された状態となっている。また、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの肉厚を可能な限り薄くすることで、外部の熱が熱伝導によって管内に伝達されにくくされている。
【００３８】
このように、第１の真空層１３が形成されていること、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの内壁が冷却されていること、及びヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂの肉厚が薄いことなどの相乗効果によって、超電導磁石１の外部からヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂへの熱侵入の防止が図られている。
【００３９】
なお、本実施形態で説明した各構成については、これに限られるものではない。
【００４０】
例えば、本実施形態では、２本のヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂが液体ヘリウム槽２に取り付けられているが、本数はこれに限られるものではない。
【００４１】
また、一方のヘリウムガス排気管３Ａの途中から水平方向に枝管１６を分岐させているが、連通部２９から枝管１６を分岐させるようにしてもよい。
【００４２】
次に、超電導磁石１の作用について説明する。
【００４３】
液体ヘリウム槽２に収容される液体ヘリウム６は、沸点が低く、輻射や伝導による僅かな熱の侵入によって、絶え間なくヘリウムガス７に気化されている。ところが、液体ヘリウム槽２は、ステンレス合金やＦＲＰなどの部材で構成されているため、ヘリウムガス７を収容可能な容積は可変するものではない。したがって、液体ヘリウム槽２が仮に密閉空間であるとすると、液体ヘリウム６からヘリウムガス７への気化によって液体ヘリウム槽２の内部圧力が上昇し、液体ヘリウム槽２の亀裂又は破裂に至ってしまう。それを防止しているのが、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂである。
【００４４】
なお、液体ヘリウム槽２に収容された液体ヘリウムは気化されてはいるが、液体ヘリウム槽２の内部圧力は、圧力調整機構４におけるポンプ５９によって、大気圧よりも極僅かに低い負圧となっている。したがって、液体ヘリウム槽２に収容された液体ヘリウム６から気化したヘリウムガス７は、外気と連通するヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂを通って枝管１６及び枝管６５を介して圧力調整機構４に排気されることとなる。具体的には、その後、圧力調整機構４の枝管６５、圧力計５３、圧力調整バルブ６０、逆止弁６４、配管６７、圧力スタビライザー５１の順に排気され、最終的には屋外へ排出、又は回収配管へと排出される。
【００４５】
このように、ヘリウム槽２内は、圧力調整機構４におけるポンプ５９で減圧されているので、超電導磁石１がクエンチすると安全弁３０等が開いて気密状態ではなくなり、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂを介して外気が混入してしまうことがある。
【００４６】
ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂ内に外気が流入すると、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂ内で凍結して閉塞してしまう可能性が高い。ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂ内には、液体ヘリウム槽２の内部からその外部に向かってヘリウムガス７の流れがあることから、温度が低いヘリウムガス７によって外気が冷却されるからである。
【００４７】
これを防止するための本実施形態にかかる超電導磁石装置の動作が以下のものである。磁場検知器３２は、超電導磁石１の漏れ磁場強度を検知し、遮断弁５８を解放させる信号又は遮断させる信号を出力するものである。つまり、漏れ磁場が検知されているときは、遮断弁５８を解放させる信号が出力され、遮断弁５８が解放状態となる。また、何らかの理由で超電導磁石１がクエンチした際には、磁場強度がほとんどなくなるので、それを磁場検知器３２が検知し、設定された磁場強度（例えば１０００Ｇａｕｓｓ）未満であると判断して、遮断弁５８を遮断させる信号が遮断弁５８に出力され、遮断弁５８が遮断状態となる。
【００４８】
このようにして、圧力調整機構４を用いていても、超電導磁石１がクエンチした際に確実かつ迅速にクエンチを検知することができ、ポンプ５９とヘリウム槽２とが遮断され、ヘリウムガス排気管３Ａ・３Ｂ内に外気が流入することを防止することができるので、液体冷媒槽内の圧力異常を未然に防止可能な超電導磁石装置を提供することができる。
【００４９】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、コイル軸心が水平に対し斜めの超電導磁石が用いられてもよい。
【００５０】
また、図示しないが、磁場検知器３２の代わりに、安全弁（逆止弁）からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサであってもよい。このセンサによってもクエンチを検知できる。なお、安全弁からヘリウムガスが放出されたことを検知するセンサは、例えば、ヘリウムガスの放出音を検知する音センサ、安全弁が解放状態となったことを機械的に検知するもの、安全弁と連通するヘリウムガス放出口の温度が−１００℃以下となったことを検知する温度センサのうち、少なくとも１つを用いることもできる。これらのセンサの信号を受信する機器を用いて遮断弁５８を作動させ、ポンプ５９とヘリウム槽２とを遮断・解放してもよい。
【００５１】
また、これらの超電導磁石装置を用いたＮＭＲ分析装置、ＭＲＩ装置又はＩＣＲ質量分析装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置の超電導磁石の要部概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置の圧力制御機構の概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    超電導磁石
２    液体ヘリウム槽
３Ａ，３Ｂ  ヘリウムガス排気管
３Ａａ，３Ｂａ  ヘリウムガス排気管の下端
５    超電導コイル
６    液体ヘリウム
７    ヘリウムガス
９    輻射シールド
１０    液体窒素槽
１１    液体窒素
１２    真空断熱槽
１３    第１の真空層
１４    本実施形態に係る超電導磁石の制御部
１５    逆止弁
１６、６５    枝管
１７    平フランジ
１８Ａ，１８Ｂ    外管
１９    窒素ガス排気管
２０    第２の真空層
２５    最も内側に配置される中空筒の中空部
２６，２７，２８    中空筒
２９    連通部
３０    安全弁
３１    ドロップオフプレート
４０Ａ，４０Ｂ  外管のフランジ部
５１    圧力スタビライザー
５２    ヘリウムガスボンベ
５３    圧力計
５４    圧力コントローラ
５５    圧力センサ
５６    スロットルバルブ
５８    遮断弁
５９    ポンプ
６０    圧力調整バルブ
６１、６４    逆止弁
６３    ガス導入バルブ
【図１】
2006165009.tif 000003
【図２】
2006165009.tif 000004