(57)【要約】超伝導マグネット装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、冷凍機によって冷却される超伝導コイルと、超伝導コイルを収容する真空容器と、超伝導コイルに接続され、真空容器の外部に配置されたコイル用電極と、コイル用電極を加熱するヒータと、を備える。
2017170265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、
前記冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、
前記冷凍機によって冷却される超伝導コイルと、
前記超伝導コイルを収容する真空容器と、
前記超伝導コイルに接続され、前記真空容器の外部に配置されたコイル用電極と、
前記コイル用電極を加熱するヒータと、を備える超伝導マグネット装置。
【請求項２】
前記圧縮機と前記冷凍機とを接続し、前記圧縮機から前記冷凍機に電力を供給する給電ラインと、
前記給電ラインから分岐されて前記ヒータに電力を供給する分岐ラインと、を更に備える、請求項１に記載の超伝導マグネット装置。
【請求項３】
前記給電ラインから前記分岐ラインが分岐される分岐部は、前記圧縮機と前記冷凍機との間において、前記冷凍機に近い側に設けられている請求項２に記載の超伝導マグネット装置。
【請求項４】
前記給電ラインから前記分岐ラインが分岐される分岐部は、前記給電ラインに対して、前記分岐ラインを着脱可能に接続するコネクタユニットを含み、
前記コネクタユニットは、前記給電ライン側のメス型コネクタと、前記分岐ライン側であり、前記メス型コネクタに接続されるオス型コネクタとを有する請求項２又は３に記載の超伝導マグネット装置。
【請求項５】
前記ヒータは、シート状を成し、
複数の前記コイル用電極にそれぞれ前記シート状のヒータが固定されている請求項１〜４の何れか一項に記載の超伝導マグネット装置。
【請求項６】
冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、
前記冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、
前記圧縮機と前記冷凍機とを接続し、前記圧縮機から前記冷凍機に電力を供給する給電ラインと、
前記給電ラインから分岐されて電気機器に電力を供給する分岐ラインと、を備える極低温冷凍機システム。
【請求項７】
冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、
前記冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、
前記冷凍機に電力を供給する給電ラインと、
前記圧縮機の内部において前記給電ラインから分岐されて電気機器に電力を供給する分岐ラインと、を備える極低温冷凍機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導マグネット装置及び極低温冷凍機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、極低温冷凍機を備えた超伝導磁石がある（例えば特許文献１参照）。超伝導磁石では、極低温冷凍機によってコイルを冷却し、超伝導状態となったコイルに電流を流して、磁場を発生させている。超伝導磁石では真空容器の内部にコイルが配置され、このコイルに電流を流すための電極は、真空容器の外部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６５８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超伝導状態で使用されるコイルに接続されて、電流が流れる電流ライン及び電極の材質は、通常、電気伝導度の高い材料が使用される。電気伝導度の高い材質は、一般的に、熱伝導率も高いため、真空容器の内部のコイルが冷却されると、コイルに接続され真空容器の外部に配置された電極も冷却されることになる。室温状態に配置された電極が冷却されると、空気中の水分が電極によって冷却されて結露したり、氷結して電極に固着したりするおそれがある。【０００５】
本発明は、簡素な構成で確実に電極周りの結露又は氷結を抑制することが可能な超伝導マグネット装置及び極低温冷凍機システム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】
【０００６】
本発明の超伝導マグネット装置は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、冷凍機によって冷却される超伝導コイルと、超伝導コイルを収容する真空容器と、超伝導コイルに接続され、真空容器の外部に配置されたコイル用電極と、コイル用電極を加熱するヒータと、を備える。【０００７】
このような超伝導マグネット装置では、ヒータを備えているので、真空容器の外部に配置されたコイル用電極周りの結露又は氷結を抑制することができる。具体的には、ヒータによってコイル用電極を加熱して、コイル用電極の温度を一定の温度以上に維持することができる。その結果、コイル用電極周りの空気の冷却が抑制されて、結露又は氷結が抑制される。【０００８】
また、超伝導マグネット装置は、圧縮機と冷凍機とを接続し、圧縮機から冷凍機に電力を供給する給電ラインと、給電ラインから分岐されてヒータに電力を供給する分岐ラインと、を更に備えてよい。この超伝導マグネット装置では、圧縮機から冷凍機に電力を供給する給電ラインを備え、ヒータに電力を供給する分岐ラインが給電ラインから分岐されている。これにより、冷凍機に電力が供給される場合に、分岐ラインからヒータに電力を供給して作動させることができる。そのため、冷凍機の作動に同期させて、ヒータを適切なタイミングで作動させることができる。その結果、ヒータの作動スイッチのつけ忘れ、消し忘れを防止して、コイル用電極周りの結露又は氷結を確実に抑制することができる。また、給電ラインから分岐ラインを分岐させる構成であるので、専用の制御回路を設ける必要がなく、簡素な構成で確実にコイル用電極周りの結露又は氷結を抑制することができる。【０００９】
また、給電ラインから分岐ラインが分岐される分岐部は、圧縮機と冷凍機との間において、冷凍機に近い側に設けられている構成でもよい。これにより、分岐部が冷凍機に近い側に配置されるので、分岐部からコイル用電極まで延びる分岐ラインの長さを比較的短くすることができる。そのため、超伝導マグネット装置における配線を簡素にすることができる。【００１０】
また、給電ラインから分岐ラインが分岐される分岐部は、給電ラインに対して、分岐ラインを着脱可能に接続するコネクタユニットを含み、コネクタユニットは、給電ライン側のメス型コネクタと、分岐ライン側であり、メス型コネクタに接続されるオス型コネクタとを有する構成でもよい。このように、電源に近い方である上流側にメス型コネクタを配置することで、分岐ラインが接続されていない場合に、給電ライン側で端子が外部に露出されないようにすることができる。給電ラインに接続された端子が、外部に露出されていると、端子同士が導通されて不具合を生じるおそれがある。【００１１】
また、ヒータは、シート状を成し、複数のコイル用電極にそれぞれシート状のヒータが固定されている構成でもよい。これにより、コイル用電極にシート状のヒータを固定して、コイル用電極を加熱すると共に、シート状のヒータによりコイル用電極を覆うことで、コイル用電極と周辺の空気との接触を抑制することができ、コイル用電極周りの結露又は氷結を確実に抑制することができる。【００１２】
また、本発明の極低温冷凍機システムは、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、圧縮機と冷凍機とを接続し、圧縮機から冷凍機に電力を供給する給電ラインと、給電ラインから分岐されて電気機器に電力を供給する分岐ラインとを備える。【００１３】
この構成の極低温冷凍機システムによれば、圧縮機から冷凍機に電力を供給する給電ラインを備え、電気機器に電力を供給する分岐ラインが給電ラインから分岐されている。これにより、冷凍機に電力が供給される場合に、分岐ラインから電気機器に電力を供給して作動させることができる。そのため、冷凍機を作動させる場合には、冷凍機に同期させて、電気機器を適切なタイミングで作動させることができる。例えば、電気機器の作動スイッチのつけ忘れ、消し忘れを防止することができる。【００１４】
また、本発明の極低温冷凍機システムは、冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させる冷凍機と、冷凍機に電力を供給する給電ラインと、圧縮機の内部において給電ラインから分岐されて電気機器に電力を供給する分岐ラインと、を備える。【００１５】
この構成の極低温冷凍機システムによれば、圧縮機から冷凍機に電力を供給する給電ラインを備え、電気機器に電力を供給する分岐ラインが給電ラインから分岐されている。これにより、冷凍機に電力が供給される場合に、分岐ラインから電気機器に電力を供給して作動させることができる。そのため、冷凍機を作動させる場合には、冷凍機に同期させて、電気機器を適切なタイミングで作動させることができる。例えば、電気機器の作動スイッチのつけ忘れ、消し忘れを防止することができる。また、分岐ラインが給電ラインから分岐される分岐点は、コネクタやはんだ接合のような機械強度が弱い構造を含む。この構成によれば、分岐ラインは、圧縮機の内部において給電ラインから分岐しているため、電気機器の接続時または取り外し時等に生じる外部負荷による故障を抑制できるという効果が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡素な構成で確実に、コイル用電極周りの結露又は氷結を抑制することができる超伝導マグネット装置及び極低温冷凍機システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る超伝導マグネット装置を示すブロック構成図である。
【図２】超伝導マグネット装置を示す概略断面図である。
【図３】コイル用電極を示す斜視図である。
【図４】シート状のヒータが巻き付けられた状態のコイル用電極を示す側面図である。
【図５】変形例に係る超伝導マグネット装置を示すブロック構成図である。
【図６】変形例に係る超伝導マグネット装置を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１に示される第１実施形態の超伝導マグネット装置２は、超伝導コイル５と、クライオスタット６と、超伝導コイル５を冷却する極低温冷凍機システム１００と、を備える。極低温冷凍機システム１００は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機３と、圧縮機３で圧縮された冷媒ガスを膨張させる冷凍機（膨張器ともいう。）４と、を含む。また、極低温冷凍機システム１００は、後述の給電ライン９及び分岐ライン２３を含む。冷凍機４としては、例えばギフォード・マクマホン式冷凍機（以下、「GM冷凍機」という。）を用いることができる。なお、冷凍機は、ＧＭ冷凍機以外のものでもよく、例えば、スターリング冷凍機、パルス管冷凍機、ソルベイ冷凍機、ヴィルミエ冷凍機等といったその他の冷凍機でもよい。冷媒ガスは、例えば、ヘリウムガスである。圧縮機３は、冷媒ガスを圧縮するためのモータ（不図示）を備える。圧縮機３のモータは、電源部７から電力が供給されて駆動され、冷媒ガスを圧縮する。なお、圧縮機３とは、モータ、回路、配線、その他構成部品等を筐体に収容することでユニット化したものである。なお、圧縮機３の内部構成の一例は、図５及び図６を参照して後述する。
【００２０】
圧縮機３では、冷媒ガスの圧縮に伴う発熱を図示しない冷却機構により冷却する。冷却機構は、例えば水冷式や空冷式の熱交換器である。そのため、圧縮機３の配置は冷却機構を配置できる場所に限られる。一方、冷凍機４は、冷却対象物（超伝導コイル５）と熱的に接続させる必要があるため、冷却対象物の近傍に配置されることがある。従って、圧縮機３と冷凍機４はある程度離れて配置されることがある。
【００２１】
圧縮された冷媒ガスは、圧縮機３吐出口から循環経路８を通り、冷凍機４に供給される。冷凍機４で膨張した冷媒ガスは、循環経路８を通り、圧縮機３の吸気口に排出される。循環経路８は、圧縮機３と冷凍機４との間で、冷媒ガスを循環させる配管経路を含む。
【００２２】
冷凍機４は、圧縮機３で圧縮された冷媒ガスを受け入れるシリンダ４ａを有する。シリンダ４ａと圧縮機３との間には、ロータリバルブなどの切替えバルブが設けられている。切り替えバルブが駆動されて、シリンダ４ａが圧縮機３の吐出口と接続されると、圧縮機３の吐出口からシリンダ４ａに高圧の冷媒ガスが供給される。更に、切り替えバルブが駆動されて、シリンダ４ａが圧縮機３の吸気口と接続されると、シリンダ４ａ内で膨張した冷媒ガスが圧縮機３の吸気口に排出される。このような切り替えバルブやそれを駆動するモータは、クライオスタット６の容器外壁に取り付けられてもよい。
【００２３】
シリンダ４ａは、クライオスタット６の内部に配置されている。シリンダ４ａは、先端に冷媒ガスを膨張させる膨張空間を有する。冷凍機４がGM冷凍機の場合には、ディスプレーサの移動により膨張空間の大きさが変化される。このディスプレーサの移動と切り替えバルブのタイミングを同期させることで、膨張空間内の冷媒ガスが断熱膨張し、寒冷を発生する。シリンダ４ａの先端外周には、膨張空間内で発生した寒冷を超伝導コイル５に伝える冷却ステージが設けられる。
【００２４】
圧縮機３と冷凍機４は同時に運転されるものであり、通常の運用では、それぞれが単独で運転されることはない。そのため、冷凍機４の切り替えバルブやディスプレーサを駆動するために、専用の給電ラインが設けられていないことが多い。そのため、超伝導マグネット装置２は、圧縮機３と冷凍機４とを電気的に接続する給電ライン９を備えている。電源部７から出力された電力は、圧縮機３を経由し、給電ライン９を介して、冷凍機４に供給される。冷凍機４に供給された電力は、切り替えバルブやディスプレーサの駆動に利用される。
【００２５】
図２に示されるように、超伝導マグネット装置２は、中心軸線Ｃ上に配置された２個の超伝導コイル５，５を有する。これらの超伝導コイル５，５は、真空容器を含むクライオスタット６に収容されている。
【００２６】
超伝導マグネット装置２は、更に、ヨーク１０と、一対のポール１１とを備えるものでもよい。ヨーク１０は、中空の円盤型ブロックであり、その内部にクライオスタット６が配置される。
【００２７】
クライオスタット６は、円環状の中空部を有し、この中空部に超伝導コイル５が収容されている。クライオスタット６の内部には、超伝導コイル５を支持する円環状のコイル支持部材１２と、このコイル支持部材１２を支持する棒状の支持部材１３とが配置されている。円環状のコイル支持部材１２は、一対の超伝導コイル５を支持する枠体である。棒状の支持部材１３は、超伝導コイル５の中心軸線Ｃ方向に沿って延在し、コイル支持部材１２を挟んで両側に配置されている。棒状の支持部材１３は、超伝導コイル５の周方向に複数配置されている。
【００２８】
一対のポール１１は、クライオスタット６の空芯部位（超伝導コイルの空芯部位）に、配置されてもよい。例えば一対のポール１１は、中心軸線Ｃが延在する方向において、対向して配置されている。
【００２９】
更に、超伝導マグネット装置２は、超伝導コイルに接続された電流導入ライン１４と、電流導入ライン１４に接続された一対のコイル用電極１５と、を有する。電流導入ライン１４は、クライオスタット６を貫通し、超伝導コイル５とコイル用電極１５とを電気的に接続している。
【００３０】
コイル用電極１５は、クライオスタット６の外部であり、かつ、ヨーク１０の外部に配置されている。コイル用電極１５は、例えばクライオスタット６の外面６ａ（図３参照）に配置されている。このようにして、コイル用電極１５は、クライオスタット６と絶縁された状態でクライオスタット６の外壁に固定される。なお、コイル用電極１５は、ヨーク１０に固定されてもよい。
【００３１】
図３は、一対のコイル用電極を示す斜視図である。図３に示されるように、コイル用電極１５は、例えば銅などの導電体であり、板状を成し、所定の長さを有する。
【００３２】
コイル用電極１５の基端側１５ａは、電流導入ライン１４に接続され、コイル用電極１５の先端側１５ｂは、コイル用給電ケーブル１６（図１参照）に接続される。コイル用給電ケーブル１６は、図１に示されるように、コイル用電源部１７に電気的に接続されている。
【００３３】
図３に示されるように、一対のコイル用電極１５は、導電体の板厚方向に対向して配置されている。一対のコイル用電極１５の基端側１５ａ同士は接近して配置され、一対のコイル用電極１５の先端側１５ｂ同士は離間して配置されている。基端側１５ａ同士の間隔よりも先端側１５ｂ同士の間隔の方が大きくなっている。
【００３４】
電流導入ライン１４は、クライオスタット６を構成する真空容器を貫通し、クライオスタット６の外面側に導出されて、一対のコイル用電極１５の基端側１５ａに接続されている。一対のコイル用電極１５の基端側１５ａは、電流導入ライン１４を通過させる碍子１８を介して、クライオスタット６の外面６ａに支持されている。碍子１８の一端側にはフランジ１９が連結され、このフランジ１９がクライオスタット６にボルト固定されている。
【００３５】
また、コイル用電極１５の中間部１５ｃは、電極支持部材２０によって、クライオスタット６の外面６ａに固定されている。図３に示されるように、コイル用給電ケーブル１６に接続されない中間部１５ｃから基端側１５ａにかけて、絶縁材のカバー１５ｄで覆ってもよい。電極支持部材２０は、例えばＬ字状の支持金具２１と、絶縁性を有する樹脂製の支持板２２とを含んでいる。支持金具２１は、クライオスタット６の外面６ａにネジ止めされている。同様に、支持板２２の一端側は、支持金具２１にネジ止めされ、支持板２２の他端側は、コイル用電極１５の中間部１５ｃに対してネジ止めされている。これにより、一対のコイル用電極１５は、クライオスタット６の外面６ａに対して絶縁されており、かつ所定の間隔を空けて支持されている。なお、一対のコイル用電極１５は、ヨーク１０の外面に支持されていてもよい。
【００３６】
ここで、超伝導マグネット装置２は、図１及び図４に示されるように、給電ライン９から分岐された分岐ライン２３と、コイル用電極１５を加熱するヒータ２４とを有する。
【００３７】
分岐ライン２３は、給電ライン９とヒータ２４と接続し、ヒータ２４に電力を供給する電線ケーブルである。給電ライン９から分岐される分岐部には、コネクタユニット２５が設けられている。コネクタユニット２５は、電源部７側（上流側）である給電ライン９に接続されたメス型コネクタ２５ａと、ヒータ２４側（下流側）である分岐ライン２３に接続されたオス型コネクタ２５ｂとを有する。オス型コネクタ２５ｂにはピン部材が設けられ、メス型コネクタ２５ａには、オス型コネクタ２５ｂのピン部材が挿入される凹部が設けられている。オス型コネクタ２５ｂのピンが、メス型コネクタ２５ａの凹部に挿入されて、オス型コネクタ２５ｂとメス型コネクタ２５ａとが接続されて、給電ライン９と分岐ライン２３とが電気的に接続される。
【００３８】
また、分岐部であるメス型コネクタ２５ａは、給電ライン９において、圧縮機３よりも冷凍機４に近い側に設けられている。分岐部が圧縮機３よりも冷凍機４に近い方に設けられているので、給電ライン９との分岐部からコイル用電極１５までの長さ（分岐ライン２３の長さ）を短くすることができる。分岐ライン２３の長さを短くすることで、超伝導マグネット装置２周辺の配線を簡素化することができる。
【００３９】
ヒータ２４は、例えばシート状を成すヒータである。ヒータ２４の発熱部である電熱線は、シート状の外装部材によって覆われている。ヒータ２４としては、例えばラバーヒータ（坂口電熱社製）を用いることができる。ヒータ２４は、圧縮機３から給電ライン９及び分岐ライン２３を介して電力が供給されて発熱する。ヒータ２４の発熱量は、例えば５Ｗ程度である。ヒータ２４として、赤外線ヒータなど輻射式のヒータを用いてもよい。
【００４０】
ヒータ２４は、図４に示されるように、コイル用電極１５の先端側１５ｂに巻き付けられて、コイル用電極１５の外面を覆っている。ヒータ２４は、例えば接着剤を用いて、コイル用電極１５に接着されている。ヒータ２４は、例えば、帯状の締結部材を用いて、コイル用電極１５に固定されていてもよい。ヒータ２４は、例えば固いプレートとコイル用電極１５との間に挟み込まれた状態で、ボルト等により機械的に締結されていてもよい。ヒータ２４の表面は、シリコンラバーなどの絶縁体で覆われてもよい。
【００４１】
また、ヒータ２４は、コイル用電極１５の外面の一部分のみを覆うように配置されていてもよく、コイル用電極１５の外面の全てを覆うように配置されていてもよい。また、コイル用電極１５の外面のうち、ヒータ２４によって覆われていない領域は、例えば、断熱材や保温材によって覆われていてもよい。
【００４２】
次に超伝導マグネット装置２の動作について説明する。
【００４３】
まず、電源部７から圧縮機３に電力が供給される。また、これに伴い、圧縮機３から給電ライン９を介して冷凍機４に電力が供給されると共に、給電ライン９から分岐された分岐ライン２３を介してヒータ２４に電力が供給される。
【００４４】
圧縮機３に電力が供給されて、圧縮機３のモータが駆動され、冷媒ガスが圧縮される。圧縮機３で圧縮された冷媒ガスは、循環経路８を通り冷凍機４に供給される。また、冷凍機４に電力が供給されて冷凍機４のモータが駆動される。冷凍機４は、シリンダ４ａ内で冷媒ガスを膨張させて寒冷を発生させ超伝導コイル５を冷却する。超伝導コイル５は、例えば４．２Ｋに冷却される。
【００４５】
冷凍機４に電力が供給されるのと同期して、ヒータ２４に電力が供給されて、ヒータ２４が発熱する。ヒータ２４による熱は一対のコイル用電極１５に伝熱される。一対のコイル用電極１５の外表面の温度は、例えば１５℃〜４０℃に維持される。
【００４６】
超伝導コイル５が冷却されて超伝導転移した後に、コイル用電源部１７から超伝導コイル５に大電流が供給されて、超伝導マグネット装置２は強磁場を発生させる。
【００４７】
このような超伝導マグネット装置２は、ヒータ２４によって一対のコイル用電極１５を加熱して、コイル用電極１５を所定の温度に維持できる。これにより、コイル用電極１５周りの空気の冷却が抑制されて、結露又は氷結が抑制される。
【００４８】
また、ヒータ２４はシート状を成し、シート状のヒータ２４がコイル用電極１５に巻き付けられているので、コイル用電極１５を加熱すると共に、コイル用電極１５と周辺の空気との接触を抑制することができ、確実に結露又は氷結を抑制することができる。
【００４９】
この超伝導マグネット装置２では、冷凍機４に電力が供給される場合に、給電ライン９から分岐された分岐ライン２３を介してヒータ２４に電力が供給される。そのため、冷凍機４の作動と同期させて適切なタイミングでヒータ２４を作動させることができる。また、作動スイッチのつけ忘れのおそれがなく、確実にヒータ２４を作動させて、コイル用電極１５周りの結露又は氷結を抑制することができる。
【００５０】
また、冷凍機４の作動を停止させる際に、冷凍機４への電力の供給を停止した場合には、ヒータ２４への電力の供給も停止される。これにより、ヒータ２４の消し忘れを防止することができ、ヒータ２４の消し忘れによる電熱線の焼切れなどの不具合が生じるおそれがない。
【００５１】
また、超伝導マグネット装置２では、給電ライン９から分岐ライン２３を分岐させる構成であり、ヒータ２４の作動を制御する専用の制御回路を設ける必要がないので、簡素な構成で確実にコイル用電極１５周りの結露又は氷結を抑制することができる。
【００５２】
また、給電ライン９と分岐ライン２３との分岐部は、給電ライン９に対して分岐ライン２３を着脱可能に接続するコネクタユニット２５を含み、コネクタユニット２５は、給電ライン９側のメス型コネクタ２５ａと、分岐ライン２３側であり、メス型コネクタ２５ａに接続されるオス型コネクタ２５ｂとを有する。これにより、ヒータ２４を交換する場合には、分岐ライン２３と共に容易に取外し、取付を行うことができる。また、電源部７側にメス型コネクタ２５ａが配置されているので、分岐ライン２３が接続されていない状態において、給電ライン９側で端子が露出されるおそれがない。給電ライン９側の端子が、外部に露出されていると、端子同士が導通されて不具合を生じるおそれがある。
【００５３】
次に第２実施形態に係る超伝導マグネット装置について説明する。第２実施形態の超伝導マグネット装置が、第１実施形態の超伝導マグネット装置２と違う点は、ヒータ２４に代えて、送風機（不図示）を備える点である。送風機は、例えばファン（又はブロア）であり、コイル用電極１５に対して送風するものである。一対のコイル用電極１５に対して、それぞれ送風機が設けられていてもよく、共通の送風機を用いて一対のコイル用電極１５に空気を送風してもよい。
【００５４】
送風機には、分岐ライン２３が接続されている。圧縮機３から給電ライン９を介して冷凍機４に電力が供給されると共に、分岐ライン２３を介して送風機に電力が供給される。これにより、送風機が作動して、一対のコイル用電極１５に対して空気が送風される。
【００５５】
このように、コイル用電極１５に対して送風することで、コイル用電極１５と周辺空気との間の熱交換により、周辺空気が冷却される前に周辺空気をコイル用電極１５から遠ざけることができ、コイル用電極１５の周辺空気を常に室温付近に維持することができる。そのため、コイル用電極１５の冷却が抑制されて、結露又は氷結が抑制される。
【００５６】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
【００５７】
上記の実施形態では、超伝導マグネット装置２について説明しているが、極低温冷凍機システムは、荷電粒子を加速する超伝導サイクロトロン（加速器）や、荷電粒子を偏向する偏向電磁石などに適用することができる。荷電粒子としては、陽子、重粒子（重イオン）、電子などが挙げられる。
【００５８】
また、上記実施形態では、シート状のヒータをコイル用電極に巻き付けて使用しているが、ヒータはシート状のものに限定されず、板状、棒状、ブロック状、筒状などその他の形状のヒータでもよい。また、ヒータとしてセラミックヒータ、金属ヒータを用いてよい。また、ヒータを電極に接触させて使用してもよく、ヒータを電極から離れた位置に配置してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、一対のコイル用電極１５に対して、ヒータ２４をそれぞれ設けているが、一対のコイル用電極１５に対して１つのヒータ２４を備える構成でもよい。例えば、伝熱部材を介して一対のコイル用電極１５を加熱してもよい。また、１つのコイル用電極１５に対して複数のヒータ２４を設ける構成でもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、分岐ライン２３を介して、ヒータ２４又は送風機に電力を供給しているが、その他の電気機器を分岐ライン２３に接続されて、冷凍機４の作動に同期させて電気機器を作動させてもよい。ヒータ２４又は送風機以外の電気機器としては、モータ、センサなどが挙げられる。
【００６１】
また、上記実施形態では、給電ライン９から分岐ライン２３が分岐される分岐部を、圧縮機３と冷凍機４との間で、冷凍機４に近い方に配置しているが、分岐部は圧縮機３と冷凍機４との中間の位置に配置されていてもよく、圧縮機３に近い方に配置してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、電流の流れ方向において上流側にメス型コネクタ２５ａを設け、下流側にオス型コネクタ２５ｂを設けているが、上流側にオス型コネクタ２５ｂを設け、下流側にメス型コネクタ２５ａを設ける構成でもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、分岐ライン２３は、着脱可能なコネクタユニット２５を介して、給電ライン９に対して着脱可能な構成となっているが、分岐ライン２３は給電ライン９に対して常時接続されたままの状態であり着脱できないものでもよい。
【００６４】
例えば、図５に示すように、分岐ライン２３は、圧縮機３の内部において給電ライン９から分岐されていてもよい。すなわち、図５に示す極低温冷凍機システム２００は、圧縮機３と、冷凍機４と、冷凍機４に電力を供給する給電ライン９と、圧縮機３の内部において給電ライン９から分岐されて電気機器に電力を供給する分岐ライン２３と、を備えてよい。
【００６５】
圧縮機３は、圧縮機の駆動部として機能するモータ３１と、電圧の降圧機能を有する電圧変換器３２と、その他の図示されない回路や構成部品と、を備え、これらを筐体３０に収容してユニット化することによって構成されている。圧縮機３の内部では、給電ライン９は、モータ３１と接続されるライン９ａと、当該ライン９ａから分岐して電圧変換器３２と、電圧変換器３２から圧縮機３の外部まで延びて冷凍機４と接続されるライン９ｃと、を備えている。また、分岐ライン２３は、電圧変換器３２の下流側でライン９ｃから分岐するライン２３ａと、圧縮機３の外部へ延びるライン２３ｂと、を備えている。このように、分岐ライン２３は、電圧変換器３２の下流側のライン９ｃで分岐しているため、分岐ライン２３の電圧は、電圧変換器３２で電圧が調整された後の電圧となる。なお、筐体３０にはライン２３ａと接続されたコネクタ３３が設けられ、当該コネクタ３３に電気機器の電線が接続されてもよい。
【００６６】
また、図６に示すような極低温冷凍機システム３００を採用してもよい。極低温冷凍機システム３００では、分岐ライン２３は、モータ３１及び電圧変換器３２の上流側、すなわちライン９ａで分岐している。より具体的には、分岐ライン２３のライン２３ｃは、圧縮機３の内部にて、ライン９ａのうち、ライン９ｂが接続される部分よりも上流側で分岐している。
【００６７】
上述のような極低温冷凍機システム２００，３００のでは、分岐ラインは、圧縮機の内部において給電ラインから分岐している。分岐ラインが給電ラインから分岐される分岐点は、コネクタやはんだ接合のような機械強度が弱い構造を含む。この構成によれば、分岐ラインは、圧縮機の内部において給電ラインから分岐しているため、電気機器の接続時または取り外し時等に生じる外部負荷による故障を抑制できるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００６８】
２…超伝導マグネット装置、３…圧縮機、４…冷凍機、５…超伝導コイル、６…クライオスタット（真空容器）、７…電源部、９…給電ライン、１５…一対のコイル用電極、２３…分岐ライン、２４…ヒータ、２５…コネクタユニット、２５ａ…メス型コネクタ、２５ｂ…オス型コネクタ、１００，２００，３００…極低温冷凍機システム。
【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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【国際調査報告】
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