(57)【要約】【課題】  コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる超伝導磁石装置を提供する。【解決手段】  超伝導コイル３を収容すると共に超伝導コイル３を臨界点以下に冷却するための液化した冷媒１０を収容したコイル容器５、コイル容器５を内包してコイル容器５を外側から真空断熱する真空容器７、一端部がコイル容器５内に連通し、他端部が真空容器７の外側に位置する管路１５とを備えた超伝導磁石装置であり、管路５の真空容器７の内側に配管された部分の少なくとも１箇所に管路１５を加熱する加熱手段１７を設けた構成とする。管路１５内に空気などの凍結する可能性がある成分を含む気体が浸入して凍結したとしても、加熱手段１７が管路１５を加熱することによって凍結を融解し管路１５の閉塞を解消できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導コイルを収容すると共に該超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、該コイル容器を内包して該コイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部が前記コイル容器内に連通し、他端部が前記真空容器の外側に位置する管路とを備えた超伝導磁石装置であり、
前記管路の前記真空容器の内側に配管された部分の少なくとも１箇所に該管路を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項２】
前記管路が前記真空容器内側で、蛇行状態で配管されており、前記加熱手段は、前記蛇行状態で配管された管路の屈曲部分に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の超伝導磁石装置。
【請求項３】
前記管路は、内径が他の部分よりも細くなっている部分を有し、前記加熱手段は、前記内径が他の部分よりも細くなっている部分に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超伝導磁石装置。
【請求項４】
前記管路が前記コイル容器内の気相の冷媒を外側に排気する排気管路であり、前記コイル容器内の圧力が設定された圧力以上になると開いた状態となる弁を有し、前記加熱手段は、前記弁を加熱する位置に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項５】
前記真空容器内に前記コイル容器を囲む熱シールド板を備え、前記加熱手段は、前記管路の前記熱シールド板と前記コイル容器との間に配管された部分に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項６】
前記真空容器内に前記コイル容器を囲む熱シールド板を備え、前記加熱手段は、前記管路の前記熱シールド板と前記真空容器との間に配管された部分に配設されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項７】
前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力と、前記管路の前記真空容器外側に配管された部分の圧力とを検出する圧力検出手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項８】
前記圧力検出手段で検出した前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力が、前記管路の前記真空容器外側に配管された部分の圧力よりも設定された圧力以上高くなると前記加熱手段を作動させる制御部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の超伝導磁石装置。
【請求項９】
超伝導コイルを収容すると共に該超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、該コイル容器を内包して該コイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部が前記コイル容器内に連通し、他端部が前記真空容器の外側に位置する管路とを備えた超伝導磁石装置であり、
前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記コイル容器内に収容された冷媒を冷却する冷凍機と、該冷凍機の動作を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記圧力検出手段で検出した前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力が設定された圧力以上になると前記冷凍機による前記コイル容器内に収容された冷媒の冷却を停止してなることを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項１０】
前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記コイル容器内に収容された冷媒を冷却する冷凍機と、該冷凍機の動作を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記圧力検出手段で検出した前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力が設定された圧力以上になると前記冷凍機による前記コイル容器内に収容された冷媒の冷却を停止すると共に、前記加熱手段を作動させてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項１１】
超伝導コイルを収容すると共に該超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、該コイル容器を内包して該コイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部が前記コイル容器内に連通し、他端部が前記真空容器の外側に位置する管路と、前記コイル容器内に設けられて該コイル容器内の冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記冷媒加熱手段の動作を制御する制御部とを備えた超伝導磁石装置であり、
前記制御部は、前記圧力検出手段で検出した前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力が設定された圧力以下になると前記冷媒加熱手段を作動させて冷媒を加熱してなることを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項１２】
前記コイル容器内に設けられて該コイル容器内の冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記冷媒加熱手段の動作を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記圧力検出手段で検出した前記管路の前記真空容器内側に配管された部分または前記コイル容器内の圧力が設定された圧力以下になると前記冷媒加熱手段を作動させて冷媒を加熱してなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置。
【請求項１３】
超伝導コイルを収容すると共に該超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、該コイル容器を内包して該コイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部が前記コイル容器内に連通し、他端部が前記真空容器の外側に位置する管路とを備えた超伝導磁石装置であり、
前記管路の前記真空容器の内側に配管された部分の少なくとも１箇所に該管路内の圧力が規定された圧力以上になると破れて気相の冷媒を該管路から流出させるバースト部を設けたことを特徴とする超伝導磁石装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置と、該超伝導磁石装置の前記超伝導コイル間に形成される磁場空間内に位置する検体からの核磁気共鳴信号を解析する解析部とを有する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の超伝導磁石装置と、該超伝導磁石装置の前記超伝導コイル間に形成される磁場空間内に位置する検体からの核磁気共鳴信号を捉えるプローブと、該プローブで捉えた信号を解析する解析部とを有する核磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル容器に超伝導コイルを収容すると共に超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容した超伝導磁石装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導磁石装置では、超伝導コイルは、超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒、例えば液体ヘリウムなどで冷却される。このため、超伝導磁石装置のクライオスタットは、超伝導コイルと共に冷媒をコイル容器に収容し、さらに、真空断熱のため、コイル容器は真空層を形成する真空容器に内包された状態で構成されている。また、コイル容器には、冷媒をコイル容器内に注入するための管路や、コイル容器内の気相の冷媒をコイル容器外に排出するための管路といったコイル容器内に連通する管路が適宜連結されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、超伝導磁石装置のクライオスタットの構成として、真空容器とコイル容器との間に、コイル容器内の冷媒である液体ヘリウムとは別の液化した冷媒である液体窒素を収容する窒素容器を設け、真空断熱に加え、この窒素容器内の液体窒素で断熱する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−５５０３２号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平９−６４４２５号公報（第６−８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超伝導コイルが、通電されることによって磁場を発生しているとき、超伝導コイルを形成しているコイル導体の一部分が動いたり、コイル導体を被覆すると共にコイル導体間に含浸されてコイル導体を一体化している樹脂含浸材が破損したりといった機械的擾乱が発生すると、これが熱擾乱となって機械的擾乱が発生したコイル導体の部分が温度上昇する。この熱擾乱による温度上昇が周囲の冷媒による冷却を上回り、超伝導状態が崩れて常伝導に転移することによってコイル導体に抵抗が発生して発熱し、温度上昇が超伝導コイル全体に至る現象をクエンチという。
【０００５】
このクエンチ現象が発生すると、この超伝導コイルからの熱によって超伝導コイル周囲の冷媒が蒸発して気化し冷媒の体積が、例えば数百倍に膨張してしまう。このようにクエンチ現象による冷媒の気化により冷媒ガスが発生するとコイル容器内の圧力が上昇するが、冷媒ガスはコイル容器に連結された排気管路などを介して真空容器の外側に排出されることにより、コイル容器内の圧力上昇が抑制されるようになっている。
【０００６】
しかし、このとき、コイル容器内の冷媒ガスの排出による圧力の減少に連れて、コイル容器内の圧力が真空容器の外側の大気圧と均等な圧力になってくると、排気管路などのような一端部がコイル容器に連通し他端部が真空容器の外側に位置している管路にその管路が連結または開口している場所によって空気などの気体が浸入してくる。このため、排気管路やその他の管路に浸入した気体中に凍結する可能性がある成分が含まれているかまたは同伴されていると、その成分がこれらの管路の途中で凍結する可能性が生じる。例えば、排気管路では大気中に開口しているため、空気が浸入してくることになり、空気中に含まれるかまたは同伴される水分や窒素が凍結してしまう。また、特に超伝導磁石装置がコイル容器内の冷媒を冷却する冷凍機を備えている場合、冷凍機の運転による冷媒の冷却によりコイル容器内が負圧となるため、大気側からの凍結を引き起こす水分や窒素などの侵入はより顕著となる。
【０００７】
このように、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路に凍結する成分を含む気体が浸入すると、その成分が管路の途中で凍結し、管路を閉塞してしまう可能性がある。凍結により管路が閉塞された状態で、コイル容器内でクエンチ現象が発生すると、超伝導コイルからの熱によって超伝導コイル周囲の冷媒が蒸発して気化し冷媒の体積が数百倍に膨張したとき、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路によってコイル容器から気化した冷媒を排出できなくなるため、コイル容器内の圧力がコイル容器の耐圧以上に上昇し、コイル容器が破損してしまう可能性がある。
【０００８】
また、クエンチ現象だけでなく、真空容器内の真空状態が崩れる真空ブレークが生じた場合も、真空断熱できなくなり、真空容器の外側からの入熱により、コイル容器内の冷媒が蒸発して気化し冷媒の体積が数百倍に膨張する。このとき、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路内で凍結が生じていると、この管路によってコイル容器から気化した冷媒を排出できなくなるため、コイル容器内の圧力がコイル容器の耐圧以上に上昇し、コイル容器が破損してしまう可能性がある。
【０００９】
このため、このようなコイル容器から真空容器の外側に配管された管路で凍結による閉塞が生じたときに、クエンチ現象や真空ブレークなどにより冷媒の体積膨張が発生することによるコイル容器の破損の発生の防止対策が必要とされている。
【００１０】
特許文献２では、窒素容器内の減圧や窒素容器内に連通する管路での凍結などの発生を防止するため、窒素容器に、液体窒素を収容した別の窒素容器や槽を連結している。そして、この別の窒素容器や槽から加圧した窒素を窒素容器に供給することで窒素容器内を大気圧よりも高くすること、つまり、正圧にすることで、窒素容器内の減圧や冷媒容器内に連通する管路での凍結などの発生を防止している。しかし、特許文献２では、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損に関しては考慮されていない。また、特許文献２の構成では、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止することはできない。
【００１１】
本発明の課題は、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の超伝導磁石装置は、超伝導コイルを収容すると共にこの超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、このコイル容器を内包してこのコイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部がコイル容器内に連通し、他端部が真空容器の外側に位置する管路とを備えた超伝導磁石装置であり、管路の真空容器の内側に配管された部分の少なくとも１箇所にこの管路を加熱する加熱手段を設けた構成とすることにより上記課題を解決する。
【００１３】
このような構成とすることにより、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路内に空気などの凍結する可能性がある成分を含む気体が浸入して凍結したとしても、加熱手段が管路を加熱することによって凍結を融解し管路の閉塞を解消できる。したがって、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００１４】
また、管路が真空容器内側で、蛇行状態で配管されており、加熱手段は、蛇行状態で配管された管路の屈曲部分に配設されている構成とする。管路の屈曲部分は、管路内を通流する気体の流速の低下や滞留が生じ易い部分であるため、凍結が発生し易い。したがって、このような構成とすれば、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００１５】
さらに、管路は、内径が他の部分よりも細くなっている部分を有し、加熱手段は、内径が他の部分よりも細くなっている部分に配設されている構成とする。管路の内径が他の部分よりも細くなっている部分は、他の部分に比べ凍結による閉塞が生じ易い。したがって、このような構成とすれば、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００１６】
また、管路がコイル容器内の気相の冷媒を外側に排気する排気管路であり、コイル容器内の圧力が設定された圧力以上になると開いた状態となる弁を有し、加熱手段は、前記弁を加熱する位置に配設されている構成とする。排気管路に設けられた弁部分では、凍結により弁が開かなくなる場合があり、また、弁部分では流路の径が他の部分に比べて狭くなっている場合があることから凍結による管路の閉塞が生じ易い。したがって、このような構成とすれば、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００１７】
さらに、真空容器内にコイル容器を囲む熱シールド板を備え、加熱手段は、管路の熱シールド板とコイル容器との間に配管された部分に配設されている構成とする。また、真空容器内にコイル容器を囲む熱シールド板を備え、加熱手段は、管路の熱シールド板と真空容器との間に配管された部分に配設されている構成とする。このように、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路に浸入した気体に含まれるかまたは同伴される凍結する可能性がある成分の種類によって凝固点が異なる。このため、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路に浸入する可能性が気体に含まれるかまたは同伴される成分に応じて、管路に対する加熱手段の設置位置を決めることによって、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００１８】
また、管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力と、管路の真空容器外側に配管された部分の圧力とを検出する圧力検出手段を備えた構成とする。このような構成とすれば、圧力検出手段で検出した管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力と、管路の真空容器外側に配管された部分の圧力とを比較することで凍結による管路の閉塞の発生を検知でき、加熱手段を作動させるタイミングを知ることができる。
【００１９】
さらに、圧力検出手段で検出した管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力が、管路の前記真空容器外側に配管された部分の圧力よりも設定された圧力以上高くなると加熱手段を作動させる制御部を備えた構成とする。このような構成とすれば、凍結による管路の閉塞の発生を制御部が判断して加熱手段を作動させ、加熱手段によって凍結を融解して閉塞を解消することができる。
【００２０】
また、本発明の超伝導磁石装置は、管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、コイル容器内に収容された冷媒を冷却する冷凍機と、この冷凍機の動作を制御する制御部とを備え、この制御部は、圧力検出手段で検出した管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力が設定された圧力以上になると冷凍機によるコイル容器内に収容された冷媒の冷却を停止する構成とする。
【００２１】
このような構成とすれば、コイル容器内の液相の冷媒が気化して管路から排出されるとき、コイル容器内の冷媒の冷凍機による冷却が停止されているため、コイル容器内の冷媒が排出された後、コイル容器内が負圧になるのを防ぐことができる。このため、コイル容器内が負圧になることで、管路内に凍結する成分を含むかまたは同伴した気体が浸入し、凍結による管路の閉塞が生じるのを防ぐことができる。したがって、コイル容器内の冷媒が排出された後に液相の冷媒が残留しており、クエンチ現象や真空ブレークなどによってこの液相の冷媒が気化されたとしても、管路が閉塞されていないため、気化した冷媒はコイル容器から排出される。すなわち、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００２２】
さらに、管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、コイル容器内に収容された冷媒を冷却する冷凍機と、この冷凍機の動作を制御する制御部とを備え、この制御部は、圧力検出手段で検出した管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力が設定された圧力以上高くなると冷凍機によるコイル容器内に収容された冷媒の冷却を停止すると共に、上記のような管路を加熱する加熱手段を作動させる構成とする。これにより、管路内に凍結する成分を含むかまたは同伴した気体が浸入しても、凍結による管路の閉塞が生じるのを防ぐことができる。したがって、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００２３】
さらに、本発明の超伝導磁石装置は、超伝導コイルを収容すると共にこの超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、このコイル容器を内包してこのコイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部がコイル容器内に連通し、他端部が真空容器の外側に位置する管路と、コイル容器内に設けられてこのコイル容器内の冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力を検出する圧力検出手段と、冷媒加熱手段の動作を制御する制御部とを備えた超伝導磁石装置であり、制御部は、圧力検出手段で検出した管路の真空容器内側に配管された部分またはコイル容器内の圧力が設定された圧力以下になると冷媒加熱手段を作動させて冷媒を加熱する構成とする。
【００２４】
このような構成とすることにより、コイル容器内が常に真空容器の外側に配管された管路が開口または連結された空間の圧力よりも高い状態にできるため、管路内に空気などの凍結する可能性がある成分を含む気体が浸入するのを防ぐことができる。したがって、管路が凍結により閉塞するのを防ぐことができるため、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００２５】
また、このようなコイル容器内の冷媒を加熱手段や圧力検出手段、そして制御部に加え、管路を加熱する加熱手段を備えた構成とすることにより、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を一層確実に防止できる。
【００２６】
さらに、本発明の超伝導磁石装置は、超伝導コイルを収容すると共にこの超伝導コイルを臨界点以下に冷却するための液化した冷媒を収容したコイル容器と、このコイル容器を内包してこのコイル容器を外側から真空断熱する真空容器と、一端部がコイル容器内に連通し、他端部が真空容器の外側に位置する管路とを備えた超伝導磁石装置であり、管路の真空容器の内側に配管された部分の少なくとも１箇所にこの管路内の圧力が規定された圧力以上になると破れて気相の冷媒をこの管路から流出させるバースト部を設けた構成とすることにより上記課題を解決する。
【００２７】
このような構成とすることにより、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路内に空気などの凍結する可能性がある成分を含む気体が浸入して凍結した状態でクエンチ現象や真空ブレークなどが生じたとしても、コイル容器内の圧力が上昇して管路内の圧力が規定された圧力以上になると、バースト部が破れて気相の冷媒が管路から真空容器内に流出するため、コイル容器の破損の発生を防止できる。すなわち、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００２８】
また、このようなバースト部と、加熱手段などとを併用することにより、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を一層確実に防止できる。
【００２９】
また、上記のいずれかの超伝導磁石装置と、この超伝導磁石装置の超伝導コイル間に形成される磁場空間内に位置する検体を載せるテーブルと、被検体からの核磁気共鳴信号を解析する解析部とを有する構成の磁気共鳴イメージング装置とする。さらに、上記のいずれかの超伝導磁石装置と、この超伝導磁石装置の超伝導コイル間に形成される磁場空間内に位置する検体からの核磁気共鳴信号を捉えるプローブと、このプローブで捉えた信号を解析する解析部とを有する構成の核磁気共鳴装置とする。これにより、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止でき、装置の信頼性を向上できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の一実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の概略構成を模式的に示す断面図である。図２は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置を備えた磁気共鳴イメージング装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。図３は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置を備えた核磁気共鳴装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。図４乃至図６は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の概略構成を模式的に示す図であり、ヒータの設置位置の別の例を示す断面図である。
【００３２】
本実施形態の超伝導磁石装置１は、図１に示すように、超伝導コイル３を収容するコイル容器５、コイル容器５を内包する真空容器７、そして、真空容器７内に設置されてコイル容器５を囲う熱シールド板９などからなるクライオスタットを備えている。さらに、超伝導磁石装置１は、コイル容器５内に収容した例えば液体ヘリウムなどの液化した冷媒１０と熱シールド板９を冷却する冷凍機１１、冷凍機１１などの動作を制御する制御部１３などを備えている。
【００３３】
コイル容器５は、密閉可能な容器で形成されており、冷媒１０を蓄えておくタンクの役割を果たす。このようなコイル容器５には、このコイル容器５内に冷媒を注入するための注入管路や、コイル容器５内の気相状態のヘリウムを排出するための排気管路、さらに、コイル容器５内の圧力を検出するために設けられた管路など幾つかの管路が連結されている。図１では、コイル容器５内の気相状態のヘリウムを排出するための排気管路１５のみを図示している。排気管路１５は、一端部がコイル容器５内に連通し、他端部が真空容器７の外側に位置した状態で配管されており、この真空容器７の外側に位置する端部は、大気中で開口した状態や、通常は閉塞されているがコイル容器５内の圧力に応じて大気中に開口する構造となっている。
【００３４】
排気管路１５のようなコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路は、断熱のため、真空容器７内で反対方向に交互に屈曲させて蛇行状に配管されている。そして、排気管路１５の屈曲した部分には、この排気管路１５の屈曲した部分を加熱するための加熱手段となるヒータ１７が設置されている。ヒータ１７は、配線１９を介して制御部１３に電気的に接続されている。
【００３５】
さらに、排気管路１５の真空容器７の外側に配管された部分と、コイル容器５への連結された側の部分とには、各々、排気管路１５内の圧力を検出するための第１圧力計２１ａ及び第２圧力計２１ｂが取り付けられている。第１圧力計２１ａ及び第２圧力計２１ｂは、各々、配線１９を介して制御部１３と電気的に接続されている。なお、コイル容器５への連結された側の部分に設けられた第２圧力計２１ｂは、コイル容器５内の圧力とほぼ同じ圧力になる部分の圧力を検出するものであるため、コイル容器５内に取り付け、コイル容器５内の圧力を検出する構成にすることもできる。
【００３６】
真空容器７は、密閉された容器で形成されており、真空容器７の内側とコイル容器５の外側の空間つまり真空容器７内は、必要時に取り付けられる図示していない真空ポンプによって真空状態にすることが可能であり、真空ポンプによって真空状態された後、真空状態に保たれて真空層を形成している。熱シールド板９は、輻射熱をさえぎることによってコイル容器５に対して断熱するものであり、真空容器７内の真空の空間に設置された状態となる。
【００３７】
冷凍機１１は、真空容器７の上面外側からコイル容器５にかけて縦向きに槽通させて設置した冷却ヘッド１１ａ、冷凍機用冷媒を圧縮するコンプレッサ１１ｂ、冷却ヘッド１１ａとコンプレッサ１１ｂとの間で冷凍機用冷媒を循環させる冷凍機循環管路１１ｃなどで形成されている。冷却ヘッド１１ａは、コイル容器５内の気相部分を冷却することで液化した冷媒１０を冷却し、また、熱シールド板９も冷却する。このような冷却ヘッド１１ａは、縦向きに設置されてコイル容器５内の気相部分を冷却することで、コイル容器５内に収容された冷媒１０を効率良く冷却でき、冷凍機としての効率を上げることができる。
【００３８】
制御部１３は、第１圧力計２１ａの検出値と第２圧力計２１ｂの検出値との差、つまり、排気管路１５の真空容器７の外側に配管された部分とコイル容器５に連結された側の部分の圧力差やその絶対値に応じてヒータ１７の作動を制御するものである。もし、排気管路１５が閉塞されると、排気管路１５が閉塞されていない状態よりもコイル容器５内の圧力が上昇し、排気管路１５の真空容器７の外側に配管された部分とコイル容器５に連結された側の部分の圧力差が大きくなる。したがって、制御部１３は、第２圧力計２１ｂで検出した排気管路１５のコイル容器５に連結された側の部分またはコイル容器５内の圧力が、第１圧力計２１ａで検出した排気管路１５の真空容器７の外側に配管された部分の圧力よりも設定された圧力以上高くなるとヒータ１７に通電し加熱を行なう。
【００３９】
ここで、本実施形態の超伝導磁石装置１を用いて形成した磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩと略称する）と、核磁気共鳴装置（以下、ＮＭＲと略称する）の構成の一例について説明する。なお、図１は、本実施形態の超伝導磁石装置１の構成を説明するために模式的に示したものであるため、ＭＲＩやＮＭＲに適用する場合には、コイル容器５や真空容器７などの形状、超伝導コイル３の位置などは適宜変更される。
【００４０】
ＭＲＩは、図２に示すように、超伝導磁石装置１、超伝導磁石装置１が備えた対向する超伝導コイル３によって磁場が形成される空間２３に出入り可能なベッド２５、ベッド２５に乗った検体からの磁気共鳴信号を解析する解析部となると共に超伝導磁石装置１やベッド２５の動作を制御するコンピュータ２７などで構成される。超伝導磁石装置１とコンピュータ２７とは、配線２９を介して電気的に接続されている。図２に示すようなＭＲＩの超伝導磁石装置１の空間２３は、図１におけるコイル容器５の中央部に示された空間２３に対応するものである。したがって、図２に示すようなＭＲＩでは、対向する超伝導コイル３は、各々、上下の円盤状の部分に収容されており、空間２３は、真空容器７の外面で囲まれた状態となっている。また、図２に示したＭＲＩは、ベッド２５に乗った検体となるヒトなどの断層撮影を行うものであるが、物を検体とする場合には、ベッド２５に代えて検体を載置するテーブルなどを適宜用いる。
【００４１】
一方、ＮＭＲは、図３に示すように、超伝導磁石装置１、超伝導磁石装置１が備えた対向する超伝導コイル３によって磁場が形成される空間２３に設置され、検体を入れるサンプル管２９、サンプル管２９に入れた検体からの核磁気共鳴信号を捉えるプローブ３１、プローブ３１で捉えた核磁気共鳴信号を解析するスペクトロメータ３３、そして超伝導磁石装置１やスペクトロメータ３３の動作を制御するコンピュータ３５などで構成される。コンピュータ３５と超伝導磁石装置１及びスペクトロメータ３３、そしてスペクトロメータ３３とプローブ３１は、各々、配線３７を介して電気的に接続されている。図３に示すようなＮＭＲの超伝導磁石装置１の空間２３は、図１におけるコイル容器５の中央部に示された空間２３に対応するものである。したがって、図３に示すようなＮＭＲでは、図１に示した超伝導磁石装置１を９０度回転させた状態となっている。また、図３に示すようなＮＭＲでは、超伝導磁石装置１は冷凍機１１による振動を防止するため、冷凍機１１を設けていない構成とする場合もある。
【００４２】
このような構成の超伝導磁石装置１では、図１に示すように、排気管路１５に空気が浸入し、空気中の水分や窒素が排気管路１５内で凍結し、排気管路１５を閉塞する可能性がある。しかし、超伝導磁石装置１では、排気管路１５が凍結により閉塞すると、排気管路１５の閉塞された部分からコイル容器５内にかけての圧力が閉塞されていないときよりも上昇する。これにより、第２圧力計２１ｂで検出した圧力が、第１圧力計２１ａで検出した圧力よりも設定された圧力以上高くなるとヒータ１７に通電し排気管路１５が加熱される。そして、ヒータ１７による排気管路１５の加熱により凍結が融解することで排気管路１５の閉塞が解消される。したがって、排気管路１５で凍結が発生しても、凍結は融解されてしまい排気管路１５の閉塞が解消され、排気管路１５が閉塞された状態になっていないため、クエンチ現象や真空ブレークなどが生じても、コイル容器５内の気相の冷媒は、排気管路１５を介して大気中に放出される。
【００４３】
このように本実施形態の超伝導磁石装置１では、コイル容器５から真空容器７の外側に配管された排気管路１５のような管路内に空気などの凍結する可能性がある成分を含むかまたは同伴した気体が浸入し、管路が凍結したとしても、ヒータ１７で管路を加熱することによって凍結を融解し管路の閉塞を解消できる。したがって、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象が発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００４４】
ところで、本実施形態の超伝導磁石装置１の排気管路１５ように、蛇行状態で配管された管路では、管路の屈曲部分は、管路内を通流する気体の流速の低下や滞留が生じ易い部分であるため、凍結が発生し易い。したがって、本実施形態の超伝導磁石装置１のように、蛇行状態で配管された排気管路１５のような管路の屈曲部分にヒータ１７を設けることにより、コイル容器５から真空容器７の外側に配管された排気管路１５のような管路の凍結による閉塞をより確実に解消できる。したがって、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象が発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００４５】
ただし、ヒータ１７は、真空容器７内の管路の部分であれば、屈曲部分以外の他の場所に設けることもできる。このような管路の屈曲部分以外の場所へのヒータ１７の設置について以下に説明する。例えば、超伝導磁石装置１の排気管路１５では、図４に示すように、重力式逆止弁３９が設けられている場合がある。重力式逆止弁３９は、コイル容器５内の圧力が設定された圧力以上になると開いた状態となり、設定された圧力よりも小さくなると重力により閉じる弁である。このように排気管路１５に重力式逆止弁３９のようなコイル容器５内の圧力が設定された圧力以上になると開いた状態となる弁が設けられている場合、凍結により弁が開かなくなる場合があり、また、弁の構造によっては、弁部分で流路の径が他の管路部分に比べて狭くなっている場合がある。このため、重力式逆止弁３９のような弁において凍結による管路の閉塞が生じ易い。
【００４６】
したがって、排気管路１５に重力式逆止弁３９が設けられているような構成の場合には、重力式逆止弁３９を加熱する位置にヒータ１７を設けることにより、排気管路１５のようなコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象が発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００４７】
また、図示していないが、弁を設けた場合に説明したように、真空容器７内に配管された排気管路１５のような管路の部分に内径が他の部分よりも細くなっている部分が有ると、その内径が他の部分よりも細くなっている部分は、他の部分に比べ凍結による閉塞が生じ易い。したがって、このように真空容器７内に配管された管路の部分に内径が他の部分よりも細くなっている部分が有る場合、その管路の内径が他の部分よりも細くなっている部分を加熱する位置にヒータ１７を設置する。これにより、コイル容器から真空容器の外側に配管された管路の凍結による閉塞をより確実に解消でき、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象が発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００４８】
また、本実施形態の超伝導磁石装置１のように熱シールド板９を備えた構成の場合、真空容器７内の熱シールド板９よりも外側と内側とでは、温度が異なってくる。このため、排気管路１５のようなコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路に浸入してくる気体が含むかまたは同伴する凍結する可能性がある成分の凝固点によって、凍結による管路の閉塞が生じる位置が異なってくる場合がある。
【００４９】
したがって、排気管路１５のようなコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路に浸入してくる気体が含むかまたは同伴する凍結する可能性がある成分の凝固点によって、真空容器７内の熱シールド板９よりも外側に配管された部分で凍結が生じる場合には、図５に示すように、排気管路１５の真空容器７内の熱シールド板９よりも外側に配管された部分を加熱する位置にヒータ１７を設置する。一方、真空容器７内の熱シールド板９よりも内側に配管された部分で凍結が生じる場合には、図６に示すように、排気管路１５の真空容器７内の熱シールド板９よりも内側に配管された部分を加熱する位置にヒータ１７を設置する。
【００５０】
このようなヒータ１７の設置位置を真空容器７内の熱シールド板９よりも外側にするか内側にするかは、本実施形態の超伝導磁石装置１のように熱シールド板９を備えた構成の場合、管路の屈曲部分にヒータ１７を設置する場合にも言える。図１では、真空容器７内の熱シールド板９よりも外側に位置する排気管路１５の屈曲部分にヒータ１７を設置した場合を示したが、凍結する可能性がある成分の凝固点によっては、真空容器７内の熱シールド板９よりも内側に位置する排気管路１５の屈曲部分にヒータ１７を設置する。
【００５１】
さらに、本実施形態の超伝導磁石装置１では、排気管路１５の真空容器７の外側に配管された部分の圧力を検出する第１圧力計２１ａと、排気管路１５の真空容器７の内側に配管された部分の圧力を検出する第２圧力計２１ｂとを備えている。そして、制御部１３は、第２圧力計２１ｂで検出した圧力が、第１圧力計２１ａで検出した圧力よりも設定された圧力以上高くなるとヒータ１７に通電する。したがって、凍結による管路の閉塞の発生を制御部が判断してヒータ１７などの加熱手段を作動させて凍結を融解して管路の閉塞を解消することができる。
【００５２】
ただし、第１圧力計２１ａで検出した圧力と、第２圧力計２１ｂで検出した圧力とを比較することでヒータ１７に自動的に通電する制御部１３を備えていない構成にすることもできる。この場合でも、第１圧力計２１ａと第２圧力計２１ｂとを備えていれば、操作者が、第１圧力計２１ａで検出した圧力と、第２圧力計２１ｂで検出した圧力とを比較することで凍結による排気管路１５の閉塞の発生を検知でき、ヒータ１７を作動させる必要があることを知ることができる。また、第１圧力計２１ａと第２圧力計２１ｂとを備えていない構成にすることもできる。この場合、凍結による排気管路１５の閉塞が発生する状況にあるときは、ヒータ１７を作動させておく。
【００５３】
また、本実施形態では、加熱手段を形成するヒータ１７の取り付け箇所を説明するため、ヒータ１７は１箇所にしか取り付けていない。しかし、ヒータ１７は、本実施形態でしめしたような凍結による閉塞が生じる可能性がある複数箇所に設けることもできる。このようにヒータ１７を複数箇所に設けた構成とすることによって、凍結による閉塞の発生をさらに確実に防止し、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をさらに確実に防止できる。
【００５４】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第２の実施形態について図１を参照して説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の構成などは説明を省略し、第１の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００５５】
本実施形態の超伝導磁石装置が第１の実施形態と相違する点は、制御部がコイル容器内の圧力が設定された圧力以上に高くなったとき、冷凍機によるコイル容器内の冷媒の冷却を停止することにある。さらに、制御部がコイル容器内の圧力が設定された圧力以上に高くなったとき、ヒータに通電し管路の加熱を行なうことにある。すなわち、本実施形態の超伝導磁石装置１は、図１に示す第１の実施形態と同様の構成となっている。しかし、制御部１３は、第２圧力計２１ｂで検出した排気管路１５のコイル容器５に連結された側の部分の圧力、つまりコイル容器５内の圧力が設定された圧力以上高くなると冷凍機１１によるコイル容器５内に収容された冷媒の冷却を停止する。
【００５６】
さらに、本実施形態の超伝導磁石装置１では、制御部１３は、第２圧力計２１ｂで検出した排気管路１５のコイル容器５に連結された側の部分の圧力、つまりコイル容器５内の圧力が設定された圧力以上高くなるとヒータ１７に通電し排気管路１５の加熱を行なう。
【００５７】
したがって、超伝導磁石装置４１のメンテナンスや交換などのサービス作業、例えばコイル容器５内の冷媒を気化させて排出させる作業を行なう場合などにおいて、冷媒の気化によりコイル容器５内の圧力が設定圧力以上になると、冷凍機１１によるコイル容器５内に収容された冷媒の冷却が停止する。これにより、コイル容器５内の冷媒が気化されコイル容器５外に排出された後、コイル容器５内が負圧になり、排気管路１５内に凍結する可能性がある水や窒素などを吸込むのを防ぐことができ、凍結による管路の閉塞の発生を防ぐことができる。
【００５８】
もし、コイル容器５内の冷媒が気化されコイル容器５外に排出された後、コイル容器５内が負圧になると、排気管路１５内に凍結する可能性がある水や窒素などを吸込むことで、排気管路１５が凍結により閉塞される可能性がある。そして、排気管路１５が凍結により閉塞された状態で、コイル容器５内に少量でも液相の冷媒が残っていると、クエンチ現象や真空ブレークなどによる入熱により残留している液相の冷媒が気化して体積膨張したとき、コイル容器５が破損してしまう可能性がある。
【００５９】
このように本実施形態の超伝導磁石装置１では、コイル容器５内の圧力が設定圧力以上になると、冷凍機１１によるコイル容器５内に収容された冷媒の冷却が停止することにより、コイル容器５内が負圧になるのを防ぎ、排気管路１５のような管路内での凍結の発生による管路の閉塞を防ぐことができる。したがって、コイル容器内の冷媒が排出された後に液相の冷媒が残留しており、クエンチ現象や真空ブレークなどによってこの残留した液相の冷媒が気化されたとしても、管路が閉塞されていないため、気化した冷媒はコイル容器から排出される。すなわち、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００６０】
さらに、本実施形態の超伝導磁石装置１では、コイル容器５内の圧力が設定圧力以上になると、ヒータ１７に通電し排気管路１５の加熱を行なうため、もし、気管路１５内に凍結する可能性がある水や窒素などを吸込んだとしても、排気管路１５のような管路内での凍結の発生を防ぐことができる。したがって、コイル容器５内の圧力が設定圧力以上になると、ヒータ１７に通電することで、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００６１】
なお、第１の実施形態と同様に、ヒータ１７は、超伝導磁石装置の構成や凍結する可能性がある成分の種類などにより、排気管路１５のような管路の適宜の位置に設けることができる。
【００６２】
また、排気管路１５を加熱するヒータ１７を設置していない構成や、第１圧力計２１ａを設けていない構成などにすることもできるが、図１のような構成とし、本実施形態に示した制御と第１の実施形態の制御の両方の制御を行なう制御部を備えた構成などにすることもできる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第３の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では、第１及び第２の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１及び第２の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００６４】
本実施形態の超伝導磁石装置が第１及び第２の実施形態と相違する点は、ヒータと共に加熱手段を形成する制御部に、コイル容器内の液相の冷媒中に設置されたパージヒータが接続されており、コイル容器内の圧力が設定した圧力以下になるとパージヒータによってイル容器内の液相の冷媒を加熱することにある。すなわち、本実施形態の超伝導磁石装置４１は、図７に示すように、制御部１３には、ヒータ１７の他に、コイル容器５内の液相の冷媒中に設置された冷媒加熱手段となるパージヒータ４３が電気的に接続されている。そして、制御部１３は、コイル容器５内の圧力が設定した圧力以下になると、つまり、第２圧力計２１ｂでの検出圧力が設定した圧力以下になると、パージヒータ４３に通電し、液相の冷媒を加熱する。また、制御部１３がパージヒータ４３に通電するための設定圧力は、大気圧よりも高い圧力に設定されている。
【００６５】
したがって、超伝導磁石装置４１のメンテナンスなどのサービス作業、例えば冷媒の注入作業を行なう場合などのようにコイル容器５が大気に開放される状態になっても、コイル容器５内の圧力が設定圧力以下になるとパージヒータ４３が作動してコイル容器５内の液相の冷媒が加熱され気化されるため、コイル容器５内の圧力を正圧に保つことができる。このため、排気管路１５のようなコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路内に空気、つまり、凍結する可能性がある水や窒素などを吸込むのを防ぐことができ、凍結による管路の閉塞の発生を防ぐことができる。すなわち、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００６６】
さらに、図７に示すように、排気管路１５を加熱するヒータ１７と組み合わせて用いることにより、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。ただし、図７に示すように排気管路１５を加熱するヒータ１７を設置せずに、制御部１３とパージヒータ４３のみを設けた構成とすることもできる。
【００６７】
（第４の実施形態）
以下、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第４の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本発明を適用してなる超伝導磁石装置の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、本実施形態では、第１乃至第３の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１乃至第３の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００６８】
本実施形態の超伝導磁石装置が第１乃至第３の実施形態と相違する点は、ヒータなどからなる加熱手段に代えて、排気管路のようなコイル容器から真空容器の外側に配管された管路内の圧力が規定された圧力以上になると破れて気相の冷媒をこの管路から流出させるバースト部を設けたことにある。すなわち、本実施形態の超伝導磁石装置４５は、図７に示すように、真空容器７内の熱シールド板９よりもコイル容器５側の空間に配管された排気管路１５の部分にバースト部４７が設けられている。バースト部４７は、排気管路１５内の圧力が規定された圧力以上になると管壁が破壊されて真空容器７内に連通した状態となるものであり、例えばベローズのような管壁が他の管路部分よりも薄肉化された部材で形成されている。また、バースト部４７が破れる圧力は、コイル容器５の耐圧よりも低く規定されている。
【００６９】
したがって、排気管路１５が凍結によって閉塞され、コイル容器５内の圧力が上昇し、バースト部４７の耐圧を越えると、バースト部４７が破れてコイル容器５内の気相の冷媒がバースト部４７から真空容器７内に流出することで、コイル容器５内の圧力がコイル容器５の耐圧を越え、コイル容器５が破損するのを防止できる。すなわち、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を防止できる。
【００７０】
なお、真空容器７には、真空容器７内の圧力が所定の圧力以上になると、真空容器７内の圧力を抜く安全弁などの圧抜き機構が設けられている場合があるが、このような圧抜き機構が設けられていれば、バースト部４７から真空容器７内に気相の冷媒が流れ込んで真空容器７内の圧力が上昇しても、真空容器７の耐圧を越えることはなく、真空容器７が破損することはない。
【００７１】
また、本実施形態では、真空容器７内の熱シールド板９よりもコイル容器５側の空間に配管された排気管路１５の部分にバースト部４７を設けている。しかし、第１の実施形態でも説明したように、凍結する成分の凝固点によって凍結による管路の閉塞が発生する位置が変わるため、凍結する可能性がある成分の凝固点に応じ、真空容器７内の熱シールド板９よりも外側の空間に配管された排気管路１５のような管路の部分にバースト部４７を設けた構成にすることもできる。さらに、真空容器７内の熱シールド板９よりもコイル容器５側の空間に配管された排気管路１５のような管路の部分、そして、真空容器７内の熱シールド板９よりも外側の空間に配管された排気管路１５のような管路の部分の両方にバースト部４７を設ければ、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生をより確実に防止できる。
【００７２】
また、本実施形態では、排気管路１５のような管路の真空容器７の内側に配管された部分にバースト部４７のみを設けた構成を示している。しかし、バースト部と、第１乃至第３の実施形態で示したような管路を加熱するヒータなどの加熱手段を設けた構成や冷凍機による冷却を停止する構成、コイル容器内の冷媒を加熱するパージヒータなどの冷媒加熱手段を設けた構成などと適宜組み合わせて用いることにより、コイル容器と真空容器の外側とを連通させる管路で凍結による閉塞が生じたときにクエンチ現象や真空ブレークなどが発生することによるコイル容器の破損の発生を一層確実に防止できる。
【００７３】
また、第１乃至第４の実施形態では、コイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路として排気管路１５のみを示し、排気管路１５を加熱するヒータ１７や排気管路１５にバースト部４７を設けた構成を示している。しかし、コイル容器５には、排気管路１５以外の管路も接続されており、ヒータ１７やバースト部４７は、凍結により閉塞する可能性がある排気管路１５以外のコイル容器５から真空容器７の外側に配管された管路にも適宜設置した構成にできる。
【００７４】
また、第１乃至第４の実施形態では、冷凍機１１を設置した構成を示しているが、冷凍機を設けていない構成にすることもできる。また、冷凍機は、縦向きに限らず、斜めや横向きなどに設置するものなどを用いることができる。
【００７５】
また、本発明は、本実施形態の構成の超伝導磁石装置に限らず、コイル容器から真空容器の外側に配管された様々な管路を有する様々な構成の超伝導磁石装置に適用できる。さらに、本発明は、ＭＲＩやＮＭＲ用の超伝導磁石装置に限らず、様々な用途の超伝導磁石装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第１及び第２の実施形態の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明を適用してなる超伝導磁石装置を備えた磁気共鳴イメージング装置の概略構成の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】発明を適用してなる超伝導磁石装置を備えた核磁気共鳴装置の概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第１の実施形態の概略構成を模式的に示す図であり、ヒータを重力式逆止弁の位置に設けた例を示す断面図である。
【図５】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第１の実施形態の概略構成を模式的に示す図であり、ヒータを熱シールド板の外側の位置に設けた例を示す断面図である。
【図６】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第１の実施形態の概略構成を模式的に示す図であり、ヒータを熱シールド板の内側の位置に設けた例を示す断面図である。
【図７】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第３の実施形態の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明を適用してなる超伝導磁石装置の第４の実施形態の概略構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  超伝導磁石装置
３  超伝導コイル
５  コイル容器
７  真空容器
９  熱シールド板
１１  冷凍機
１３  制御部
１５  排気管路
１７  ヒータ
１９  配線
２１ａ  第１圧力計
２１ｂ  第２圧力計
【図１】
2005310811.tif 000003
【図２】
2005310811.tif 000004
【図３】
2005310811.tif 000005
【図４】
2005310811.tif 000006
【図５】
2005310811.tif 000007
【図６】
2005310811.tif 000008
【図７】
2005310811.tif 000009
【図８】
2005310811.tif 000010