(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられ、少なくとも一つが磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記接続端子のうちの少なくとも１つの接続端子は、前記伝熱体の磁束の方向に対する磁場角度異方性の方向が変わるように、移動可能に構成されていることを特徴とする伝導冷却装置。
【請求項２】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた磁場角度異方性を有する少なくとも１つの板状の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記板状の伝熱体を回転可能に構成したことを特徴とする伝導冷却装置。
【請求項３】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、磁場角度異方性を有する少なくとも１つの可撓性の伝熱体又は板状の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記永久電流スイッチ用伝熱部材に前記超電導コイルからの平行又は垂直の磁束を遮断する磁気遮蔽部材を当該永久電流スイッチ用伝熱部材の下部又は側面に設けたことを特徴とする伝導冷却装置。
【請求項４】
前記伝熱体は高純度のアルミニウム金属であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伝導冷却装置。
【請求項５】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置の伝導冷却方法において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記各接続端子の間に設けられた少なくとも１つの可撓性の伝熱体とを有し、
前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記各接続端子を相互に離間させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は接続端子の１つを移動させ、隣接する接続端子の１つに接触させることを特徴とする伝導冷却方法。
【請求項６】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記各接続端子の間に設けられ、少なくとも１つが磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材を前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、
前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記磁場角度異方性を有する伝熱体が略平坦状になるように前記接続端子の１つを移動させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記磁場角度異方性を有する伝熱体が逆Ｕ字状になるように当該接続端子を移動させることを特徴とする伝導冷却方法。
【請求項７】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた少なくとも１つの磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、
前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記可撓性の伝熱体が前記磁束に略平行になるように前記接続端子の１つを移動させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記可撓性の伝熱体が前記磁束に略垂直になるように当該接続端子を移動させることを特徴とする伝導冷却方法。
【請求項８】
極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた少なくとも１つの磁場角度異方性を有する板状の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、
前記永久電流スイッチ用伝熱部材は前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、
前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記板状の伝熱体を前記磁束に略平行になるように回転させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記板状の伝熱体が前記磁束に略垂直になるように回転させることを特徴とする伝導冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、永久電流スイッチ（ＰＣＳ）を備えた超電導応用機器の伝導冷却装置及び伝導冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長時間にわたって安定した磁場の発生が求められるＭＲＩ（磁気共鳴画像診断装置）やリニアモーターカー等の超電導応用機器では、一般的に超電導線材で巻回した永久電流スイッチ（ＰＣＳ; persistent current switch）が使用され、超電導コイルとＰＣＳとで超電導の閉回路を構成して電流減衰を抑制することで永久電流モード運転を実施し、磁場の時間的安定性を高めている。
【０００３】
ＰＣＳは定常的に磁場を発生する際には超電導状態となるが、超電導コイルを予め電源で励磁する際には常電導状態にする必要があり、ヒータで超電導状態から常電導状態へと遷移させる熱的なオンオフ切替方式が用いられている。
【０００４】
一方、液体ヘリウムが世界的に供給不足に陥っていることから、超電導コイルを液体ヘリウムに浸漬して冷却するのではなく、極低温冷凍機による熱伝導で超電導コイルやＰＣＳを冷却する伝導冷却式の冷却手段が開発されている。伝導冷却手段では、高純度のアルミニウム金属が極低温で高い熱伝導率を有することが知られており、この高純度のアルミニウム金属を、超電導コイル等を伝導冷却するための熱伝達材として利用することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、超電導応用機器を永久電流モード運転する際に、まず、外部電源から超電導コイルを励磁化するための電流を流すとともにＰＣＳを臨界温度以上になるまで加熱してオフ状態にする必要がある。その際、ＰＣＳと極低温冷凍機との間に温度差が生じることになるが、ＰＣＳの冷却に熱抵抗の小さい高純度アルミニウム金属等からなる熱伝達材を使用すると、超電導コイルにも熱が伝わって温度が上昇し、極低温冷凍機への熱負荷が過大になり、超電導コイルの冷却効率が低下するという課題がある。
【０００７】
一方、ＰＣＳと極低温冷凍機との間に熱抵抗が大きい熱伝達材を使用すると、超電導コイルの温度上昇は抑制できるが、ＰＣＳをオン状態にする際にＰＣＳを冷却して超電導状態にするまでの冷却時間が長期化し、永久電流モード運転を速やかに実施することができないという課題がある。
【０００８】
本発明に係る実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、ＰＣＳのオン状態時又はオフ状態時に、超電導コイル及びＰＣＳを短時間で効率的に冷却することができる超電導応用機器の伝導冷却装置及び伝導冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る伝導冷却装置は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられ、少なくとも一つが磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記接続端子のうちの少なくとも１つの接続端子は、前記伝熱体の磁束の方向に対する磁場角度異方性の方向が変わるように、移動可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却装置は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた磁場角度異方性を有する少なくとも１つの板状の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記板状の伝熱体を回転可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却装置は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、磁場角度異方性を有する少なくとも１つの可撓性の伝熱体又は板状の伝熱体と、を有し、前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置されるとともに、前記永久電流スイッチ用伝熱部材に前記超電導コイルからの平行又は垂直の磁束を遮断する磁気遮蔽部材を当該永久電流スイッチ用伝熱部材の下部又は側面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却方法は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備えた伝導冷却装置の伝導冷却方法において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記各接続端子の間に設けられた少なくとも１つの可撓性の伝熱体とを有し、前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記各接続端子を相互に離間させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は接続端子の１つを移動させ、隣接する接続端子の１つに接触させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却方法は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記各接続端子の間に設けられ、少なくとも１つが磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材を前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記磁場角度異方性を有する伝熱体が略平坦状になるように前記接続端子の１つを移動させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記磁場角度異方性を有する伝熱体が逆Ｕ字状になるように当該接続端子を移動させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却方法は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた少なくとも１つの磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記可撓性の伝熱体が前記磁束に略平行になるように前記接続端子の１つを移動させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記可撓性の伝熱体が前記磁束に略垂直になるように当該接続端子を移動させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の実施形態に係る伝導冷却方法は、極低温冷凍機と、超電導コイルと、前記極低温冷凍機に永久電流スイッチ用伝熱部材を介して熱的に接続された永久電流スイッチと、を備え、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は、２以上の接続端子と、前記接続端子の間に設けられた少なくとも１つの磁場角度異方性を有する板状の伝熱体と、を有する伝導冷却装置の伝導冷却方法において、前記永久電流スイッチ用伝熱部材は前記超電導コイルからの磁束が平行に印加されるように配置し、前記永久電流スイッチがオフ状態の場合は前記板状の伝熱体を前記磁束に略平行になるように回転させ、前記永久電流スイッチがオン状態の場合は前記板状の伝熱体が前記磁束に略垂直になるように回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によれば、永久電流スイッチ（ＰＣＳ）のオン状態時又はオフ状態時に、超電導コイル及びＰＣＳを短時間で効率的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る伝導冷却装置の構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は第１の実施形態に係るＰＣＳ用伝熱部材の構成図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は第２の実施形態に係るＰＣＳ用伝熱部材の構成図。
【図４】第２の実施形態の変形例に係る伝導冷却装置の構成図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は第３の実施形態に係るＰＣＳ用伝熱部材の構成図。
【図６】第４の実施形態に係る伝導冷却装置の構成図。
【図７】第４の実施形態の変形例に係る伝導冷却装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る永久電流スイッチ（ＰＣＳ）を備えた超電導応用機器の伝導冷却装置及び伝導冷却方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る伝導冷却装置及び伝導冷却方法について、図１及び図２を用いて説明する。
【００２０】
（全体構成）
本実施形態に係る伝導冷却装置は、図１に示すように、超電導コイル１、極低温冷凍機２、永久電流スイッチ（以下、「ＰＣＳ」という。）３、コイル用伝熱部材４、ＰＣＳ用伝熱部材５から構成される。
【００２１】
コイル用伝熱部材４は、一方が端子４２を介して超電導コイル１に接続され、他方が端子４１を介して極低温冷凍機２の冷却ステージ２ａに接続されている。
ＰＣＳ用伝熱部材５は、一方が極低温冷凍機２側の端子４１に接続され、他方がＰＣＳ３側の端子４３に接続される。
【００２２】
コイル用伝熱部材４、ＰＣＳ用伝熱部材５、各端子４１〜４３、接続端子６１〜６３は、基本的に熱抵抗の小さい高純度のアルミニウム金属が用いられるが、アルミニウム金属の他に熱抵抗の小さい銅金属を用いてもよい。
なお、超電導コイル１、ＰＣＳ３、外部電源（図示せず）等は、それぞれ電流回路により接続されているが、図１では回路構成を省略している。
【００２３】
（ＰＣＳ用伝熱部材）
ＰＣＳ用伝熱部材５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の接続端子６１〜６３と、各接続端子間に設けられた可撓性の帯状の伝熱体５１、５２から構成される。そして、両端の接続端子６１、６３の間にある中間の接続端子６２は、両端の接続端子６１又は６２に接触可能となるように、移動可能に構成されている。なお、接続端子６２の移動機構は公知の機械的又は空圧式の移動装置や、電磁気的な移動装置を用いることができる（図示せず）。
【００２４】
帯状の伝熱体５１、５２は、可撓性を付与するために、例えば厚みが数ｍｍのアルミニウム薄板を複数積層したものを用いるのが好ましいが、可撓性を有するものであれば１枚のアルミニウム板でもよい。
【００２５】
なお、図２（ａ）、（ｂ）の例では、接続端子数が３つで伝熱体５１、５２が２つの例を示しているが、接続端子数を増減させて伝熱体を１又は３以上としてもよく、また、伝熱体５１、５２を、交互に上方、下方に向くように逆方向に配置してもよい（図示せず）。これにより、伝熱体５１、５２が熱接触するのを確実に防止することができる。
さらに、移動可能な接続端子は中間の接続端子６２に限定されず、端部の接続端子６１、６３を移動可能に構成してもよい。
【００２６】
（作用）
上記のように構成された第１の実施形態において、外部電源（図示せず）から超電導コイル１を励磁する場合、ＰＣＳ３の近傍に設けられた加熱装置等により（図示せず）、ＰＣＳ３を臨界温度以上になるまで加熱してオフ状態にする。その際、図２（ａ）に示すように、接続端子６１〜６３を相互に離間した状態とし、ＰＣＳ３からの熱は６３→５２→６２→５１→６１を伝わることになり、伝熱経路が長くなるため熱抵抗が大きくなる。
【００２７】
これにより、ＰＣＳ３からの熱はＰＣＳ用伝熱部材５の熱抵抗が大となるため、極低温冷凍機２側へ熱が伝わりにくくなる。これにより、超電導コイル１の温度上昇を抑制し、極低温冷凍機２の熱負荷が過大になるのを防止することができる。
【００２８】
一方、ＰＣＳ３をオン状態（永久電流モード運転時）にする場合は、図２（ｂ）に示すように、中間の接続端子６２を移動させて隣接する接続端子６１に接触させる。これにより、極低温冷凍機２からの冷温は６１→６２→５２→６３を伝わることになり、伝熱経路が短くなる。これにより熱抵抗が小さくなるため、極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を速やかに冷却することができる。
【００２９】
（効果）
本第１の実施形態によれば、ＰＣＳ３のオフ状態時には、ＰＣＳ用伝熱部材５内の伝熱経路を長くして熱抵抗を増大させることで、極低温冷凍機２側へ熱が伝わりにくくし、これにより極低温冷凍機２は超電導コイル１を効率的に冷却することができるため超電導コイル１の励磁化時間の短縮化を図ることができる。また、ＰＣＳ３のオン状態時には、ＰＣＳ用伝熱部材５内の伝熱経路を短くして熱抵抗を小さくすることで極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を急速に冷却することが可能となり、永久電流モード運転を速やかに開始することができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る伝導冷却装置及び伝導冷却方法について、図３及び図４を用いて説明する。
【００３１】
（原理）
高純度のアルミニウム金属（例えば、純度６Ｎ８（９９．９９９９８質量％）以上）は、伝熱方向に垂直の磁場を印加すると残留抵抗比ＲＲＲが低下する一方、伝熱方向と平行に磁場を印加すると残留抵抗比ＲＲＲが向上する性質を有する。これは、材料表面での電子散乱の影響の違いに起因する磁場に対する導電率の異方性（磁場角度異方性）の挙動によるものと考えられる。
【００３２】
また、熱伝導率に関しても同様な磁場角度異方性を有するため、本第２の実施形態ではこの性質を利用してＰＣＳ用伝熱部材５の熱抵抗を変化させる構成としている。
すなわち、本第２の実施形態では、超電導コイル１からの磁場印加方向に対し、可撓性の伝熱体５１の位置を変化させることで、伝熱体５１の熱抵抗を変化させる。
【００３３】
（構成）
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、可撓性を有する２つの伝熱体５１、５２のうち、１つの伝熱体５１を、磁場角度異方性を有する高純度のアルミニウム金属（例えば、純度６Ｎ８（９９．９９９９８質量％）以上）から構成し、他の伝熱体５２を伝熱体５１よりも純度の低いアルミニウム金属又は銅金属から構成する。この純度の低いアルミニウム金属又は銅金属からなる伝熱体５２は、磁場角度異方性を有さず、磁場の印加方向によって熱抵抗はほとんど変化しない性質を有する。
また、本実施形態のＰＣＳ用伝熱部材５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、超電導コイル１からの磁束Ａに対し略水平になるように配置されている。
【００３４】
（作用）
上記のように構成された第２の実施形態において、ＰＣＳ３のオフ状態時には、図３（ａ）に示すように、接続端子６２を接続端子６１に近接する位置に移動させることで、伝熱体５１を逆Ｕ字状に屈曲させる一方、伝熱体５２を平坦にする。これにより、伝熱体５１は磁束Ａの向きに垂直になることで熱抵抗が大きくなり、ＰＣＳ３からの熱は、極低温冷凍機２側へ伝わりにくくなる。これにより、超電導コイル１の温度上昇を抑制し、極低温冷凍機２の熱負荷が過大になるのを防止することができる。
【００３５】
一方、ＰＣＳ３をオン状態（永久電流モード運転時）にする場合は、接続端子６２を接続端子６３に近接させ、伝熱体５１を平坦にする一方、伝熱体５２を逆Ｕ字状に屈曲させる。これにより、伝熱体５１は磁束Ａの向きと水平になることで熱抵抗が小さくなり、極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を速やかに冷却することができる。
なお、伝熱体５２の熱抵抗は磁束Ａの向きに影響を受けないため常に略一定であり、ＰＣＳ用伝熱部材５の熱抵抗は伝熱体５１の位置によってのみ変化する。
【００３６】
なお、本実施形態では、伝熱体を磁場角度異方性を有する伝熱体５１と磁場角度異方性を有さない伝熱体５２から構成しているが、後述する変形例で説明するように、磁場角度異方性を有さない伝熱体５２を省略して磁場角度異方性を有する少なくとも１つの伝熱体５１のみから伝熱体を構成してもよい。
【００３７】
（効果）
本第２の実施形態によれば、上記の実施形態と同様な作用効果を奏するほか、高純度アルミニウム金属の使用量を低減させることができる。
【００３８】
（変形例）
本変形例では、ＰＣＳ用伝熱部材５の伝熱体を、磁場角度異方性を有する伝熱体のみから構成する。
本変形例は、図４に示すように、ＰＣＳ用伝熱部材５として、２つの接続端子６１、６３の間に磁場角度異方性を有する高純度のアルミニウム金属からなる可撓性の伝熱体５１を配置し、一方の接続端子６１を移動可能に構成する。
【００３９】
接続端子６１は、例えば、テレスコープ状又はベローズ状の伸縮部材８を介して極低温冷凍機２側の端子４１に接続される。なお、ＰＣＳ３側の接続端子６３を移動可能に構成してもよい。
【００４０】
本変形例において、ＰＣＳ３のオフ状態時には、伸縮部材８により接続端子６１を接続端子６３に近接する位置に移動させることで、伝熱体５１を逆Ｕ字状に屈曲させ熱抵抗を大きくする一方、ＰＣＳ３をオン状態（永久電流モード運転時）にする場合は、接続端子６１を接続端子６３から離間させることで伝熱体５１を平坦にし、熱抵抗を小さくする。
【００４１】
本変形例によれば、上記第２の実施形態と同様な作用効果を奏するほか、ＰＣＳ用伝熱部材５の構成を簡素化することができる。
なお、接続端子数を３以上とし、磁場角度異方性を有する伝熱体５１の数を増やしてもよい。
【００４２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る伝導冷却装置及び伝導冷却方法について、図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００４３】
（構成）
本実施形態に係るＰＣＳ用伝熱部材５は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの接続端子６１、６３の間に、略平行に配置した少なくとも１つ以上の板状の伝熱体５３と、各伝熱体５３の両端部にそれぞれ接続された接続端子６４ａ、６４ｂとからなり、板状の伝熱体５３が水平方向又は垂直方向に向くように駆動部材（図示せず）により回転可能に構成されている。また、接続端子６４ａ、６４ｂは接続端子６１、６３に可撓性の帯状の伝熱体５１、５２を介して接続されている。
【００４４】
このＰＣＳ用伝熱部材５のうち、少なくとも板状の伝熱体５３は、上記実施形態と同様に、磁場角度異方性を有する高純度のアルミニウム金属が用いられ、伝熱体５１、５２及び各接続端子６４ａ、６４ｂ、６１、６３は磁場角度異方性を有さない低純度のアルミニウム金属又は銅金属等が用いられる。
【００４５】
（作用）
上記のように構成された第３の実施形態において、ＰＣＳ３のオフ状態時には、図５（ａ）に示すように、磁束Ａに対し、板状の伝熱体５３が垂直になるように配置する。これにより、伝熱体５３は磁束Ａの向きに対し垂直になることで熱抵抗が大きくなり、ＰＣＳ３からの熱は、極低温冷凍機２側へ伝わりにくくなる。これにより、超電導コイル１の温度上昇を抑制し、極低温冷凍機２の熱負荷が過大になるのを防止することができる。
【００４６】
一方、ＰＣＳ３をオン状態（永久電流モード運転時）にする場合は、板状の伝熱体５３を図５（ｂ）に示すように回転させ、伝熱体５３を磁束Ａに対し略水平にする。これにより、伝熱体５３は磁束Ａの向きに対し水平になることで熱抵抗が小さくなり、極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を速やかに冷却することができる。
なお、図５（ａ）、（ｂ）の例では、複数の板状の伝熱体５３を用いているが、これに限定されず板状の伝熱体５３の数を１つとしてもよい。
【００４７】
（効果）
本第３の実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏するほか、板状の伝熱体５３の数を適宜増減することで、ＰＣＳ用伝熱部材５の熱抵抗の値を調整することができる。
【００４８】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る伝導冷却装置及び伝導冷却方法について、図６を用いて説明する。
（構成）
本実施形態では、図６に示すように、少なくとも１つ以上の板状の伝熱体５３が略水平に配列されたＰＣＳ用伝熱部材５（図５（ｂ）参照）の下部に磁気遮蔽体７を設置した構成としている。
【００４９】
この磁気遮蔽体７の下方には超電導コイル１が配置されており、磁気遮蔽体７はＰＣＳ用伝熱部材５へ下方から略垂直に印加される磁束Ｂを遮断し、ＰＣＳ用伝熱部材５の側部から略水平に印加される磁束Ａのみを許容する。
【００５０】
（作用）
上記のように構成された第４の実施形態において、ＰＣＳ３のオン状態時（永久電流モード運転時）では、ＰＣＳ用伝熱部材５には板状の伝熱体５３に平行な磁束Ａのみが入るため熱抵抗が小さくなり、極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を速やかに冷却することができる。
【００５１】
一方、ＰＣＳ３のオフ状態時には、超電導コイル１が励磁状態にあるため、磁気強度が小さく、伝熱体５３の熱抵抗は小さくならないため、ＰＣＳ３からの熱は、極低温冷凍機２側へ伝わりにくくなる。これにより、超電導コイル１の温度上昇を抑制し、極低温冷凍機２の熱負荷が過大になるのを防止することができる。
【００５２】
なお、高純度のアルミニウム金属は温度によって熱抵抗値が変化することを利用して、ＰＣＳ用伝熱部材５の近傍に設けられた加熱装置により（図示せず）、伝熱体５３を加熱して熱抵抗値を大きくするようにしてもよい。
【００５３】
本第４の実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏するほか、単に磁気遮蔽体７を設置することで熱抵抗値を変化させることができるので、装置構成を簡略化させることができる。
【００５４】
（変形例）
本変形例では、磁場角度異方性を有する可撓性の伝熱体５１から構成されるＰＣＳ用伝熱部材５を駆動機構により（図示せず）移動可能な箱状の磁気遮蔽体７で覆う構成としている。その際、伝熱体５１は、図７に示すように、略平坦状に配置されている。
【００５５】
ＰＣＳ３のオン状態時（永久電流モード運転時）では、磁気遮蔽体７による覆いを外して超電導コイルからの磁束Ａが印加可能とする。これにより、伝熱体５１に平行な磁束ＡがＰＣＳ用伝熱部材５に印加され高純度のアルミニウム金属からなる伝熱体５１の熱抵抗が小さくなり、極低温冷凍機２によりＰＣＳ３を速やかに冷却することができる。
【００５６】
一方、ＰＣＳ３のオフ状態時には、磁気遮蔽体７を移動させてＰＣＳ用伝熱部材５を被うことにより、伝熱体５１に平行な磁束Ａが印加されるのを防止する。これにより、伝熱体５１の熱抵抗を大きくすることができるため、ＰＣＳ３からの熱は、極低温冷凍機２側へ伝わりにくくなる。これにより、超電導コイル１の温度上昇を抑制し、極低温冷凍機２の熱負荷が過大になるのを防止することができる。
【００５７】
なお、上記第４の実施形態と同様に、ＰＣＳ用伝熱部材５の近傍に設けられた加熱装置により（図示せず）、伝熱体５１を加熱して熱抵抗値を大きくするようにしてもよい。
また、伝熱体５１の数は１つに限定されず、接続端子数を増やし、複数の伝熱体を用いてもよい。
【００５８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１…超電導コイル、２…極低温冷凍機、２ａ…冷却ステージ、３…永久電流スイッチ（ＰＣＳ）、４…コイル用伝熱部材、４１〜４３…端子、５…永久電流スイッチ（ＰＣＳ）用伝熱部材、５１〜５３…伝熱体、６１〜６３、６４ａ、６４ｂ…接続端子、７…磁気遮蔽体、８…伸縮部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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