(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導磁石の冷却媒体を冷却する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置し、前記冷却装置の冷却効率の低下を検出する検出手段と、該検出手段からの信号を受けて、前記冷却装置の冷却効率が低下したときに、前記空冷圧縮装置のファンの停止及びファンの逆転のうちいずれか一方を行なう制御部とを設けたMR装置であって、
前記検出手段は、
前記超電導磁石の温度を検出する超電導磁石温度検出部、前記超電導磁石が収納された容器内の圧力を検出する圧力検出部、及び気化した冷却媒体の温度を検出する温度検出部のうちの少なくとも１つの第１の検出部と、
前記空冷圧縮装置の内部温度を検出する空冷圧縮装置温度検出部、及び前記空冷圧縮装置内に吸い込まれる風量を検出する風量検出部のうちの少なくとも１つの第２の検出部と、
を含んでおり、
前記制御部は、前記少なくとも１つの第１の検出部からの信号と、前記少なくとも１つの第２の検出部からの信号が、一つでもしきい値以上になったときに、前記空冷圧縮装置のファンの停止及びファンの逆転のうちいずれか一方を行なうことを特徴とするMR装置。
【請求項２】
MR装置の超電導磁石の冷却媒体を冷却する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置し、前記空冷圧縮装置のファンの停止及びファンの逆転のうちいずれか一方を定期的又は前記冷却装置の冷却効率が低下したときに行なうMR装置の超電導磁石用冷却装置の制御方法であって、
前記MR装置は、
前記超電導磁石の温度を検出する超電導磁石温度検出部、前記超電導磁石が収納された容器内の圧力を検出する圧力検出部、及び気化した冷却媒体の温度を検出する温度検出部のうちの少なくとも１つの第１の検出部と、
前記空冷圧縮装置の内部温度を検出する空冷圧縮装置温度検出部、及び前記空冷圧縮装置内に吸い込まれる風量を検出する風量検出部のうちの少なくとも１つの第２の検出部と、
を含んでおり、
前記少なくとも１つの第１の検出部からの信号と、前記少なくとも１つの第２の検出部からの信号が、一つでもしきい値以上になったときに、前記空冷圧縮装置のファンの停止及びファンの逆転のうちいずれか一方を行なうことを特徴とするMR装置の超電導磁石用冷却装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、MR(Magnetic Resonance)装置及びMR装置の超電導磁石用冷却装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
MR装置に超電導磁石を用いた場合、超電導磁石は蒸発潜熱の大きな冷却媒体、例えば、液体ヘリウム(helium)内に浸積されている。
【０００３】
そして、この液体ヘリウムの蒸発を抑えるために冷却装置が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなMR装置の超電導磁石用冷却装置は、設置及び保守が容易等の理由により、近年、空冷式のものが用いられてきている。
【０００５】
しかし、冷却装置を建物内、即ち、略密閉された空間内に設置すると、冷却装置から放出される熱が建物内に蓄積され、冷却装置の冷却能力が低下するので、冷却装置が設置された室内を冷房する設備が必要となり、設置コスト(cost)やランニングコスト(running cost)がかかり、又、冷却装置が設置された室内を冷房する設備を設置するスペース(space)も必要となる問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その第一の目的は、冷却装置から放出される熱を冷やすための冷房設備を設置する必要がなく、低コストで省スペースのMR装置を提供することにある。
【０００７】
又、本発明の第二の目的は、冷却装置の冷却能力が低下したり、MR装置が停止することを防止でき、信頼性の高いMR装置及びMR装置用超電導磁石の冷却装置の制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、超電導磁石の冷却媒体を冷却する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置したことを特徴とするMR装置である。
【０００９】
冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置したことにより、冷却装置が設置された室内を冷房する設備が不要となり、低コストで、省スペースとなる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着したごみを落とす手段を設けたことを特徴とするMR装置である。
【００１０】
建物内は比較的塵埃の少ない環境であるので、建物内に冷却装置の空冷圧縮装置を設置した場合、空気吸い込み口のフィルタ(filter)は、定期的に清掃すれば冷却能力の低下は防止できる。
【００１１】
しかし、屋外に空冷圧縮装置を設置すると、空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに落ち葉等の大きなごみが張り付く場合がある。
MR装置は通常24時間運転であり、冷却装置も24時間運転であるので、一旦、空冷圧縮装置のフィルタに落ち葉等の大きなごみが張り付くと、張り付いたままとなり、冷却装置の冷却能力が急激に低下し、最悪MR装置が停止する場合がある。
【００１２】
空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着したごみを落とす手段を設けたことにより、冷却装置の冷却能力が低下したり、MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００１３】
空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着したごみを落とす手段としては、吸い込みファンを停止又は逆転させたりする手段や、フィルタ面をたたいたり、フィルタを振動させたりする手段等があるが限定するものではない。
【００１４】
請求項３記載の発明は、超電導磁石の冷却媒体を冷却する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置し、定期的に、前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を行なう制御部を設けたことを特徴とするMR装置である。
【００１５】
定期的に、前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を行なうことにより、空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着した大きなごみが落下し、冷却装置の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００１６】
ここで、冷却装置のファンの停止、ファンの逆転を行なう時間としては、冷却効率に影響がない時間、例えば、数十秒程度が望ましい。
請求項４記載の発明は、超電導磁石の冷却媒体を冷却する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置し、前記冷却装置の冷却効率の低下を検出する検出手段と、該検出手段からの信号を受けて、前記冷却装置の冷却効率が低下したならば、前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を行なう制御部と設けたことを特徴とするMR装置である。
【００１７】
制御部が前記冷却装置の冷却効率の低下を検出し、前記冷却装置の冷却効率の低下が検出されたならば、前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を行なうことにより、空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着した大きなごみが落下し、冷却装置の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００１８】
冷却装置の冷却効率が低下すると、超電導磁石の温度が上昇したり、超電導磁石が収納された容器内の圧力が上昇が上昇したり、冷却装置の気化した冷却媒体の温度が上昇したり、空冷圧縮装置の内部温度が上昇したり、ファンによって空冷圧縮装置内に吸い込まれる風量が減少する。
【００１９】
したがって、検出手段は請求項５記載の発明のように、前記超電導磁石の温度、前記超電導磁石が収納された容器内の圧力、前記冷却装置の気化した冷却媒体の温度、前記空冷圧縮装置の内部温度、前記空冷圧縮装置内に吸い込まれる風量のうちの少なくとも一つを検出することが望ましい。
【００２０】
請求項６記載の発明は、超電導磁石の冷却媒体を液化する冷却装置の空冷圧縮装置を屋外に設置し、前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を定期的、前記冷却装置の冷却効率が低下した時のいずれかに行なうことを特徴とするMR装置の超電導磁石用冷却装置の制御方法である。
前記空冷圧縮装置のファンの停止、ファンの逆転のうちどちらか一方を定期的、前記冷却装置の冷却効率が低下した時のいずれかに行なうことにより、空冷圧縮装置の空気吸い込み口のフィルタに付着した大きなごみが落下し、冷却装置の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態例を説明する。
(1) 第一の実施の形態例
第一の実施の形態例を説明する図１を用いて説明する。
【００２２】
図において、屋内に設けられたMR装置１には、真空容器１００が設けられ、この真空容器１００内には、熱絶縁性シールド１１０に覆われた液体ヘリウム槽２が設けられている。
【００２３】
液体ヘリウム槽２内には、液体ヘリウム３が貯蔵され、液体ヘリウム３内に超電導磁石５が浸積されている。
熱絶縁シールド１１０は、冷却媒体がヘリウムの冷却装置４のコールドヘッド(cold head)６と、銅組み紐線８を用いて熱的に接続され、極低温に冷却されるようになっている。
【００２４】
又、コールドヘッド６は、液体ヘリウム槽２内に設けられ、液体ヘリウム槽２内で気化したヘリウムガスを再凝縮させる再凝縮器１８へも、熱的に接続されている。
【００２５】
冷却装置４の冷却媒体であるヘリウムガスを圧縮する空冷圧縮機７は屋外に設けられ、熱交換器９と、熱交換器９の背部に設けられ、熱交換器９を冷却する吸い込みファン１１と、圧縮機１３とから構成されている。
【００２６】
又、熱交換器９の前面には、塵埃を捕集するフィルタ１５が設けられている。冷却装置４の気化したヘリウムガス１７は、ヘリウムガスライン(helium gas line)２１を介して、空冷圧縮装置７へ送られ、圧縮されたヘリウムガスは、ヘリウムガスライン２３を介して、コールドヘッド６へ返送されるようになっている。
【００２７】
２５は、定期的に空冷圧縮装置７のファン１１を一定時間逆転させる制御部である。
次に、上記構成の動作を説明する。
【００２８】
熱絶縁性シールド１１０を極低温に保つことにより、冷却装置４の液体ヘリウムは気化し、ヘリウムガスとなる。ヘリウムガス１７はヘリウムガスライン２１を介して、空冷圧縮装置７内の熱交換器９へ送られる。
【００２９】
空冷冷却装置７内のファン１１が駆動することにより、ヘリウムガス１７は冷却され、続いて、圧縮機１３で圧縮され、ヘリウムガスライン２３を介して、コールドヘッド６へ返送される。
【００３０】
そして、制御部２５は、定期的に、空冷圧縮装置７のファン１１を一定時間逆転させる。
ここで、空冷圧縮装置７のファン１１の逆転を行なう時間としては、冷却効率に影響がない時間、例えば、数十秒程度が望ましい。
【００３１】
上記構成によれば、空冷圧縮装置７を屋外に設けたことにより、冷房設備を設ける費用が不要となり、設備費が安くなる。
又、冷房設備を駆動する電力も不要となり、ランニングストも安くなる。
【００３２】
更に、屋内に冷房設備を設置する場所も不要となり、建物内の省スペース化が可能となる。
又、MR装置１が２４時間運転を行なっても、即ち、冷却装置４が２４時間運転を行なっても、制御部２５が定期的に、空冷圧縮装置７のファン１１を一定時間逆転させることにより、熱交換器９のフィルタ１５に付着した大きなごみが落下し、冷却装置４の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００３３】
尚、本発明は、上記実施の形態例に限るものではない。例えば、上記実施の形態例では、制御部２５が定期的に、空冷圧縮装置７のファン１１の逆転させたが、ファン１１を停止させてもよい。
(2) 第二の実施の形態例
第二の実施の形態例を説明する図２を用いて説明する。
【００３４】
尚、第一の実施の形態例を説明する図１と同一部分には、同一符号を附し、それらの説明は省略する。
冷却装置４の冷却効率が低下すると、超電導磁石５の温度が上昇したり、超電導磁石５が収納された液体ヘリウム槽２内の圧力が上昇が上昇したり、気化したヘリウムガス１７の温度が上昇したり、空冷圧縮装置７の内部温度が上昇したり、ファン１１によって空冷圧縮装置７内へ吸い込まれる風量が減少する。
【００３５】
本実施の形態例では、検出部として、超電導磁石５の温度を検出する超電導磁石温度検出部３１と、超電導磁石５が収納された液体ヘリウム槽２内の圧力を検出する圧力検出部３３と、気化したヘリウムガスの温度を検出するヘリウムガス温度検出部３５と、空冷圧縮装置７の内部温度を検出する空冷圧縮装置温度検出部３７と、空冷圧縮装置７内に吸い込まれる風量を検出する風量検出部３９とが設けられている。
【００３６】
５１は、超電導磁石温度検出部３１,圧力検出部３３,ヘリウムガス温度検出部３５,空冷圧縮装置温度検出部３７,風量検出部３９からの信号を受けて、異常がある場合には、ファン１１を逆転させ、又、表示部５３に表示を行なう制御部である。
【００３７】
次に、上記構成の動作を説明する。
熱絶縁性シールド１１０を極低温に保つことにより、冷却装置４の液体ヘリウムは気化し、ヘリウムガスとなる。ヘリウムガス１７はヘリウムガスライン２１を介して、空冷圧縮装置７内の熱交換器９へ送られる。
【００３８】
空冷冷却装置７内のファン１１が駆動することにより、ヘリウムガス１７は冷却され、続いて、圧縮機１３で圧縮され、ヘリウムガスライン２３を介して、コールドヘッド６へ返送される。
【００３９】
ここで、制御部５１の動作を図３を用いて説明する。
制御部５１は、MR装置１が稼働すると、超電導磁石温度検出部３１、圧力検出部３３,ヘリウムガス温度検出部３５,空冷圧縮装置温度検出部３７,風量検出部３９からの信号を定期的に取り込み(ステップ1)、各検出部からの信号が一つでもしきい値以上になったならば、即ち、超電導磁石温度検出部３１においては、しきい値温度以上、圧力検出部３３においてはしきい値圧力以上、ヘリウムガス温度検出部３５においてはしきい値温度以上、空冷圧縮装置温度検出部３７においてはしきい値温度以上、風量検出部３９においてはしきい値風量以下になったならば、異常と判断し(ステップ2)、ファン１１を一定時間逆転させる(ステップ3)。
【００４０】
ここで、空冷圧縮装置７のファン１１の逆転を行なう時間としては、冷却効率に影響がない時間、例えば、数十秒程度が望ましい。
ファン１１を逆転させた後、超電導磁石温度検出部３１,圧力検出部３３,ヘリウムガス温度検出部３５,空冷圧縮装置温度検出部３７,風量検出部３９からの信号を再度取込み(ステップ4)、異常が解消されたかを判断する(ステップ5)。正常ならば、ステップ1に戻る。異常が解消されていない場合には、表示部５３に異常があることを表示し(ステップ6)、操作員に知らせると共に、ステップ4に戻り、異常が解消するまで表示部５３に異常があることを表示し続ける。
【００４１】
上記構成によれば、空冷圧縮装置７を屋外に設けたことにより、冷房設備を設ける費用が不要となり、設備費が安くなる。
又、冷房設備を駆動する電力も不要となり、ランニングストも安くなる。
【００４２】
更に、屋内に冷房設備を設置する場所も不要となり、建物内の省スペース化が可能となる。
又、MR装置１が２４時間運転を行なっても、即ち、空冷圧縮装置７が２４時間運転を行なっても、制御部５１が冷却装置４の冷却効率を常時監視し、即ち、超電導磁石温度検出部３１,圧力検出部３３,ヘリウムガス温度検出部３５,空冷圧縮装置温度検出部３７,風量検出部３９からの信号を受け、異常があったならば、ファン１１を一定時間逆転させることにより、熱交換器９のフィルタ１５に付着した大きなごみが落下し、冷却装置４の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなる。
【００４３】
尚、本発明は、上記実施の形態例に限るものではない。例えば、上記実施の形態例では、制御部５１が異常があった場合には、空冷圧縮装置７のファン１１の逆転させたが、ファン１１を停止させてもよい。
【００４４】
又、検出部として、五つの検出部、即ち、超電導磁石温度検出部３１と、圧力検出部３３と、ヘリウムガス温度検出部３５と、空冷圧縮装置温度検出部３７と、風量検出部３９とを設けたが、このうちの少なくとも一つの検出部を設ければよい。
【００４５】
更に、ステップ6にて表示部５３に異常を表示すると共に、電話回線等を用いて、MR装置の保守サービスセンター(service  center)に知らせてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、冷却装置から放出される熱を冷やすための冷房設備を設置する必要がなく、低コストで省スペースのMR装置を実現できる。
【００４７】
冷却装置の冷却能力が急激に低下したり、最悪MR装置が停止することを防止でき、信頼性が高くなるMR装置及びMR装置の超電導磁石用冷却装置の制御方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施の形態例を説明する図である。
【図２】第二の実施の形態例を説明する図である。
【図３】図２における制御部の動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１  MR装置
４  冷却装置
５  超電導磁石
７  空冷圧縮装置
８  液体ヘリウム(冷却媒体)
１１  ファン
【図１】
0004149081.tif 000002
【図２】
0004149081.tif 000003
【図３】
0004149081.tif 000004