(57)【要約】バルブは、対流冷却ループ内に配置された気体の流れを制御するよう構成される。バルブは、クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して、開放位置と閉成位置との間で作動することができる。
2016538002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して、閉成位置と開放位置との間の対流冷却ループのバルブを作動させるステップを有し、
前記バルブの作動は、前記対流冷却ループ内にある気体の流れを制御する、
方法。
【請求項２】
液体ヘリウムを内包するシールドシステムを介して前記少なくとも１つの導電コイルを冷やすステップを更に有する
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを開くよう、前記磁場が少なくとも閾磁場傾斜を有することに応答して、前記バルブの密封面に対して前記バルブの磁気反応性封止要素を動かすことを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記磁場が少なくとも閾磁場傾斜を有することに応答して、前記バルブの磁気反応性要素を動かすことを含み、
前記磁気反応性要素を動かすことは、前記バルブを開くよう、前記バルブの非磁性の封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにする、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを閉じるよう、前記気体の圧力によって生じる力及び重力のうちの少なくとも１つを用いて、前記バルブの封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにすることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを閉じるよう、前記バルブにおけるバネによって生じる力を用いて、前記バルブの封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにすることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記磁場に応答して前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを開くよう、前記バルブの入口から前記バルブの出口への前記気体の流れの方向に垂直な方向において方向付けられた前記磁場を印加することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記磁場に応答して前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを開くよう、前記バルブの入口から前記バルブの出口への前記気体の流れの方向に平行な方向において方向付けられた前記磁場を印加することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
対流冷却ループと、
クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して開放位置と閉成位置との間で作動するよう構成されるバルブと
を有し、
前記バルブは、前記対流冷却ループ内に配置された気体の流れを制御する、
装置。
【請求項１０】
前記バルブは、封止要素及び密封面と、磁気反応性要素とを有し、
前記封止要素及び前記密封面は、前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素が前記密封面と結合されて、前記バルブが前記対流冷却ループ内の前記気体の流れを妨げるよう閉じられるように構成され、
前記導電コイルの前記磁場に応答して、前記磁気反応性要素は、前記バルブが開かれ、前記対流冷却ループ内の前記気体の流れが可能にされるように、前記封止要素が前記密封面に対して動かされるようにするよう構成される、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記磁気反応性要素は、強磁性体を有する、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記封止要素は、前記磁気反応性要素を有する、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記封止要素は、非磁性であり、
前記磁気反応性要素は、該磁気反応性要素が前記導電コイルの前記磁場によって動かされるときに、前記バルブが開かれるように、前記磁気反応性要素が前記封止要素を前記密封面に対して動かすように、前記封止要素に取り付けられる、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素は、前記バルブを閉じるよう、重力によって少なくとも部分的に前記密封面に対して保持される、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記バルブは、バネを更に含み、
前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素は、前記バルブを閉じるよう、前記バネによって生じる力によって少なくとも部分的に前記密封面に対して保持される、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記バルブは、さお及び支点を備えるてこを更に含み、
前記磁気反応性要素は、前記支点の第１の側にある前記てこの第１の端部に配置され、前記封止要素は、前記支点の第２の側にある前記てこの第２の端部に配置され、
前記磁気反応性要素が前記導電コイルの前記磁場によって動かされるときに、前記磁気反応性要素は、前記バルブが開かれるように、前記封止要素を前記密封面に対して動かすように前記てこを動かす、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
前記導電コイルとは別個であり離れている磁石を更に有し、
前記磁石は、前記バルブに付随し、前記磁石が励磁されるときに前記バルブが開かれるように構成される、
請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
熱エネルギが第１のデバイスから第２のデバイスへ移動されることを可能にするよう気体が循環するよう構成される冷却管と、
前記冷却管の気体流経路において配置されるバルブと
を有し、
前記バルブは、
入口及び出口を備えるバルブ筐体と、
前記バルブ筐体内に配置された封止要素及び密封面と
を有し、
前記封止要素は、磁場を介して前記バルブを開放位置と閉成位置との間で切り替えるように、前記密封面に対して動かされるよう構成される、
装置。
【請求項１９】
前記封止要素は、
前記磁場がないときに、前記バルブを閉じて、前記入口と前記出口との間の気体の流れを妨げるように、前記密封面に結合されるよう構成され、且つ、
前記磁場の存在下で、前記バルブを開いて、前記入口と前記出口との間の前記気体の流れを可能にするように、前記密封面に対して動かされるよう更に構成される、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記封止要素は、磁気反応性材料を有する、
請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、極低温環境において超電導永久磁石とともに使用される対流冷却ループに関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導磁石は、核磁気共鳴（ＮＭＲ；Nuclear  Magnetic  Resonance）解析及び磁気共鳴撮像（ＭＲＩ；Magnetic  Resonance  Imaging）を含む様々な場面で使用されている。超電導を実現するよう、磁石は、絶対零度に近い温度にある極低温環境に保たれる。通常、磁石は、クライオスタット内に配置されている１つ以上の導電コイルを含む。導電コイルを通って電流が巡回し、磁場が生成される。
【０００３】
導電コイルが通常運転中に超電導であるようにそれらを低温に保つための多数の方法が存在する。
【０００４】
１つの方法は、導電コイル及びコールドステーションから熱を移動させるように導電コイルとコールドステーションとの間で気体を循環させるよう、冷却ループにおいて１つ以上の冷却管を用いることである。コールドステーションは、通常、比較的大きいサーマルマスを持った何らかの構造体であり、冷却システムがオフされるか又は動作不能である場合に、短期間、導電コイルを冷やし続けるために使用され得る。かかる冷却管は、コールドステーションが導電コイルよりも低い温度にあるときはいつでも、熱を導電コイルからコールドステーションへ有効に移してよい。
【０００５】
しかし、いくつかの状況では、クライオスタット内の条件が悪化することがあり、磁石（すなわち、導電コイル）の温度は上昇し始め得る。これは、例えば、極低温環境のための冷却機能が、例えば、コンプレッサのための電力の喪失（すなわち、停電）に起因して、失われる場合に、起こり得る。ある時点で、クライオスタット内の磁石の環境の冷却が回復されない場合は、磁石の温度は、磁場が“クエンチ”して、磁石がその磁場を熱エネルギに変換する、いわゆる臨界温度に達するまで上昇する。その場合に、導電コイルの温度は、コールドステーションの温度を軽く超えて上昇し、コールドステーションのヒートシンク機能は消耗され得る。更には、コールドステーションが導電コイルによって加熱される場合は、それは、超電導磁石システムを通常運転に戻すために、クライオスタットの冷却システムによって冷却され直す必要があり得る。これは、クエンチから回復するための時間を引き延ばし得る。
【０００６】
加えて、いくつかの超電導磁石システム（例えば、いわゆる“クライオフリーシステム”）において、磁石は真空環境に保たれ、冷却液（例えば、液体ヘリウム）で満たされたシールドシステム（例えば、コールドプレート）によって冷却される。かかるシステムでは、漂遊分子が熱移動のためのメカニズムになり得るので、真空に放出され得る漂遊分子を吸収するように、真空環境内でコールドステーションにおいて又はその近くにゲッターを設けることが有利である。その場合に、コールドステーションが温まることを許される場合は、ゲッターによって捕捉されている漂遊分子はチェンバーに放出され得る。それが起こる場合には、クライオスタットの高価な且つ時間がかかる真空ポンプダウンが、放出された分子を除去するために必要とされ得る。
【０００７】
従って、磁場がクエンチされることで導電コイルの温度が上昇する場合に、導電コイルからの熱がコールドステーションを加熱しないように、導電コイルをコールドステーションから熱的に切り離す又は分離することが望ましい。より具体的に、磁場がクエンチされ、導電コイルの温度が上昇する場合に、冷却ループを開放することが望ましい。さもなければ、冷却コイルは、熱を導電コイルからコールドステーションへ移動させる。
【０００８】
しかし、冷却ループは、通常、ハイガス（例えば、ヘリウムガス）を内包し、高真空環境において配置され、極低温で動作するので、手動バルブ又はソレノイド作動式バルブ（やはり熱放散が大きい。）は、例えば、導電コイルがクエンチにより加熱される場合に冷却ループ内の循環を妨げるように、冷却ループ内のフローを制御するのに、全く適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
然るに、外部制御なしで、導電コイルがクエンチにより加熱される場合に、冷却ループ内の循環を自動的に妨げるための方法及びデバイスを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して、閉成位置と開放位置との間の対流冷却ループのバルブを作動させるステップを有し、前記バルブの作動は、前記対流冷却ループ内にある気体の流れを制御する、方法を提供することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、当該方法は、液体ヘリウムを内包するシールドシステムを介して前記少なくとも１つの導電コイルを冷やすステップを更に有することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、前記対流冷却ループにおける前記バルブを開くことは、前記磁場が少なくとも閾磁場傾斜を有することに応答して、前記バルブの密封面に対して前記バルブの磁気反応性封止要素を動かして、それにより前記バルブを開くことを含むことができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記磁場が少なくとも閾磁場傾斜を有することに応答して、前記バルブの磁気反応性要素を動かすことを含むことができ、前記磁気反応性要素を動かすことは、前記バルブを開くよう、前記バルブの非磁性の封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにする。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを閉じるよう、前記気体の圧力によって生じる力及び重力のうちの少なくとも１つを用いて、前記バルブの封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにすることを含むことができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを閉じるよう、前記バルブにおけるバネによって生じる力を用いて、前記バルブの封止要素が前記バルブの密封面に対して動かされるようにすることを含むことができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、前記磁場に応答して前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを開くよう、前記バルブの入口から前記バルブの出口への前記気体の流れの方向に垂直な方向において方向付けられた前記磁場を印加することを含むことができる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、前記磁場に応答して前記対流冷却ループにおける前記バルブを作動させるステップは、前記バルブを開くよう、前記バルブの入口から前記バルブの出口への前記気体の流れの方向に平行な方向において方向付けられた前記磁場を印加することを含むことができる。
【００１８】
本発明の他の態様は、対流冷却ループと、該対流冷却ループ内に配置された気体の流れを制御するよう構成されるバルブとを有し、前記バルブは、クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して開放位置と閉成位置との間で作動するよう構成される、装置を提供することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、前記バルブは、封止要素及び密封面と、磁気反応性要素とを有することができ、前記封止要素及び前記密封面は、前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素が前記密封面と結合されて、前記バルブが前記対流冷却ループ内の前記気体の流れを妨げるよう閉じられるように構成され、前記導電コイルの前記磁場に応答して、前記磁気反応性要素は、前記バルブが開かれ、前記対流冷却ループ内の前記気体の流れが可能にされるように、前記封止要素が前記密封面に対して動かされるようにするよう構成される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、前記磁気反応性要素は、強磁性体を有することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、前記封止要素は、前記磁気反応性要素を有することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、前記封止要素は、非磁性であることができ、前記磁気反応性要素は、該磁気反応性要素が前記導電コイルの前記磁場によって動かされるときに、前記バルブが開かれるように、前記磁気反応性要素が前記封止要素を前記密封面に対して動かすように、前記封止要素に取り付けられ得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素は、前記バルブを閉じるよう、重力によって少なくとも部分的に前記密封面に対して保持され得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、前記バルブは、バネを更に含むことができ、前記導電コイルが励磁されないときに、前記封止要素は、前記バルブを閉じるよう、前記バネによって生じる力によって少なくとも部分的に前記密封面に対して保持され得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、前記バルブは、さお及び支点を備えるてこを更に含み、前記磁気反応性要素は、前記支点の第１の側にある前記てこの第１の端部に配置され得、前記封止要素は、前記支点の第２の側にある前記てこの第２の端部に配置され得、前記磁気反応性要素が前記導電コイルの前記磁場によって動かされるときに、前記磁気反応性要素は、前記バルブが開かれるように、前記封止要素を前記密封面に対して動かすように前記てこを動かすことができる。
【００２６】
本発明の更なる態様は、熱エネルギが第１のデバイスから第２のデバイスへ移動されることを可能にするよう気体が循環するよう構成される冷却管と、該冷却管の気体流経路において配置されるバルブとを有する装置を提供することができる。前記バルブは、入口及び出口を備えるバルブ筐体と、該バルブ筐体内に配置された封止要素及び密封面とを有することができ、前記封止要素は、磁場を介して前記バルブを開放位置と閉成位置との間で切り替えるように、前記密封面に対して動かされるよう構成され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、前記封止要素は、前記磁場がないときに、前記バルブを閉じて、前記入口と前記出口との間の気体の流れを妨げるように、前記密封面に結合されるよう構成され得、且つ、前記磁場の存在下で、前記バルブを開いて、前記入口と前記出口との間の前記気体の流れを可能にするように、前記密封面に対して動かされるよう更に構成される。
【００２８】
いくつかの実施形態では、前記封止要素は、磁気反応性材料を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明は、添付の図面に関連して以下で提示され検討される、例となる実施形態の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。
【図１】磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置の例となる実施形態を表す。
【図２】ＭＲＩ装置において用いられ得る超電導磁石システムの例となる実施形態を表す。
【図３】超電導磁石システムのための重力送りの対流冷却配置の概念図である。
【図４】冷却ループを動かす方法の例となる実施形態を表すフローチャートである。
【図５】冷却ループを動かす方法の例となる実施形態を表す他のフローチャートである。
【図６】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第１の例となる実施形態の概念図である。
【図７】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第２の実施形態の概念図である。
【図８】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第３の実施形態の概念図である。
【図９】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第４の実施形態の概念図である。
【図１０】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第５の実施形態の概念図である。
【図１１】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第６の実施形態の概念図である。
【図１２】超電導磁石システムの冷却ループのための磁気作動式バルブの第７の実施形態の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
これより、本発明は、本発明の実施形態が示されている添付の図面を参照して以降でより完全に記載される。なお、本発明は、種々の形態で具現されてよく、ここで記載されている実施形態に制限されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、それらの実施形態は、本発明の例を教示するものとして与えられている。本開示及び特許請求の範囲の中で、何かがほぼ（approximately）ある値を有すると言われる場合に、それは、その値の１０％内にあることを意味し、何かがおおよそ（about）ある値を有すると言われる場合に、それは、その値の２５％内にあることを意味する。
【００３１】
図１は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置１００の例となる実施形態を表す。ＭＲＩ装置１００は、磁石１０２と、患者１０を保持するよう構成される患者台１０４と、ＭＲＩ装置１００が画像を生成する患者１０の少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲むよう構成される傾斜コイル１０６と、撮像されている患者１０の少なくとも前記部分へ無線周波数信号を印加し、磁場のアライメントを変更するよう構成される無線周波数コイル１０８と、無線周波数信号によって生じる磁場の変化を検出するよう構成されるスキャナ１１０とを有してよい。
【００３２】
ＭＲＩ装置の一般的な動作はよく知られており、従って、ここでは繰り返されない。
【００３３】
図２は、超電導磁石システム２００の例となる実施形態を表す。超電導磁石システム２００は、例えばＭＲＩ装置１００のようなＭＲＩ装置において用いられてよい。
【００３４】
超電導磁石システム２００は、囲い、すなわち、外側の真空容器２１６と、囲い２１６内に配置された熱遮へい体２１５とを備えるクライオスタット２０１を有してよい。熱遮へい体２１５は、囲い２１６内の内側領域２１４ａを、熱遮へい体２１５と囲い２１６との間に配置された熱絶縁領域２１４ｂから少なくとも部分的に熱的に分離する。ここで、一般に、熱遮へい体２１５は、内側領域２１４ａを完全には囲まなくてよい点が理解されるべきである。例えば、熱遮へい体２１５は、例えばコールドヘッド２５１の一部分、電気配線又はプローブなどの様々な構造体が内側領域２１４ａと熱絶縁領域２１４ｂとの間を通ることを可能にする開口又は穴を有してよい。いくつかの実施形態では、熱遮へい体２１５は、例えば、閉じられた構造体ではないが、それでもなお大体においてその中で領域を画定する開放端式円筒のような構造体を有してよい。他の形状及び構成が可能である。
【００３５】
超電導磁石システム２００は、永久電流スイッチ２０７と、永久電流スイッチヒータ２０８と、１つ以上の導電コイル２１３と、第１ステージ要素２５２及び第２ステージ要素２５３が付随するコールドヘッド２５１と、コールドプレート２２０と、コールドステーション２０５と、冷却ループ２１０と、ゲッター２３０と、コンプレッサ２０６と、磁石コントローラ２８０とを更に有してよい。
【００３６】
一般に、超電導磁石システム２００は、例えば、システム起動中に電力を導電コイル２１３へ供給する電源や、超電導磁石システム２００の動作をモニタする、磁石コントローラ２８０へ接続された１つ以上のセンサ、等を含む、図２に示された以外の多数の他の要素を備えてよい。
【００３７】
一実施形態において、永久電流スイッチ２０７、永久電流スイッチヒータ２０８、導電コイル２１３、第２ステージ要素２５３、コールドプレート２２０、コールドステーション２０５、冷却ループ２１０、及びゲッター２３０は、内側領域２１４ａ内に配置されてよい。コールドヘッド２５１の第１ステージ要素２５２は、熱絶縁領域２１４ｂ内に配置されてよい。コンプレッサ２０６及びコントローラ２８０は、クライオスタット２０１の外に配置されてよい。
【００３８】
有利なことには、囲い２１６の内部の内側領域２１４ａ及び熱絶縁領域２１４ｂは、如何なる気体、液体、等も除去されており、定義された構造（例えば、永久電流スイッチ２０７、永久電流スイッチヒータ２０８、導電コイル２１３、第２ステージ要素２５３、コールドプレート２２０、コールドステーション２０５、冷却ループ２１０、及びゲッター２３０、など）によって占有される範囲を除いて第１の真空を有する真空空間を有してよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、熱遮へい体２１５は、コールドヘッド２５１の第１ステージ要素２５２へ熱的に結合又は接続されてよい。
【００４０】
導電コイル２１３は、例えば銅、真ちゅう、又はアルミニウムのような高導電性材料から成り、有利なことには低い抵抗を有してよい。
【００４１】
コールドステーション２０５は、サーマルマス（蓄熱要素）又はヒートシンクであってよく、低温（例えば、おおよそ４ケルビンといった、極低温）に動作上保たれ、サーマルマスが“大きい”。すなわち、そのサーマルマスは、導電コイル２１３のサーマルマスよりもずっと大きく、有利なことには、導電コイル２１３のサーマルマスの数倍であってよい。然るに、コールドステーション２０５は、熱が導電コイル２１３から移動されなかった場合に導電コイル２１３に起こるであろう温度上昇よりもずっと小さい温度上昇もなしで、冷却ループ２１０を介して導電コイル２１３からの熱を吸収してよい。いくつかの実施形態では、コールドステーション２０５は、コールドステーション２０５を冷やすよう、冷却ループ２１０を通じてコールドヘッド２５１の部分（例えば、第２ステージ要素２５３）に取り付けられてよく、あるいは、その部分である。
【００４２】
冷却ループ２１０は、冷却ガス（例えば、ヘリウムガス）が供与されている閉ループにおいて配置された閉管（例えば、銅管）を有してよい。いくつかの実施形態では、冷却ガスは、大気圧よりも大きい圧力下にあってよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、冷却ループ２１０は、重力送りの対流冷却ループであってよく、導電コイル２１３からの熱をコールドステーション２０５へ移動させるように冷却ガス（例えば、ヘリウムガス）を循環させる管を有してよい。その場合に、コールドステーション２０５は、導電コイル２１３よりも地面に対して高い高さ又は位置に配置され、それにより、重力は、コールドステーション２０５から導電コイル２１３への方向における流れを引き起こす。重力送りの対流冷却動作により、冷却ループ２１０は、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも低い温度にある（つまり、導電コイル２１３よりも冷たい）ときはいつでも、対流を介して導電コイル２１３からコールドステーション２０５へ熱を有効に移動させるが、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも高い温度にある（つまり、導電コイル２１３よりも温かい）ときはいつでも“遮断”してよい。
【００４４】
ゲッター２３０は、クライオスタット２０１の真空環境において存在するようになる漂遊分子を吸収するよう動作してよい。いくつかの実施形態では、ゲッター２３０（例えば、炭素活性デバイス）は、漂遊分子を吸収し留めるために、低温（例えば、おおよそ２０ケルビン未満）に保たれる必要があり得る。さもなければ、ゲッター２３０は、漂遊分子を真空環境に再放出してよい。その場合に、コールドステーション２０５に又はその近くにゲッター２３０を位置付けることが有利であり得る。
【００４５】
いくつかの実施形態では、磁石コントローラ２８０は、メモリ（例えば、揮発性及び／又は不揮発性メモリ）及びプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）を有してよい。プロセッサは、磁石システム２００にここで記載される１つ以上の動作及び／又はプロセスを実行させるように、メモリに記憶されているコンピュータプログラム命令を実行するよう構成されてよい。
【００４６】
超電導磁石システム１００の例となる動作の説明は、これより、図２に関して記載される。
【００４７】
動作において、コールドプレート２２０は、低温流体（例えば、液体又は気体ヘリウム）を内包するシールドシステムであることができる。コールドヘッド２５１は、コールドプレート２２０における低温流体を冷やすよう、コンプレッサ２０６によって駆動される。次いで、コールドプレート２２０は、導電コイル２１３が超電導である超電導温度（例えば、おおよそ４ケルビン）まで導電コイル２１３を冷やす。
【００４８】
起動又は磁石の励磁の間、導電コイル２１３は、所望の磁場傾斜を伴う磁場を生成するよう充電される。これを達成するよう、永久電流スイッチヒータ２０８は、永久電流スイッチ２０７を、その超電導温度よりも高い抵抗モード温度まで加熱するように、（例えば、磁石コントローラ２８０の制御下で）作動又はオンされる。永久電流スイッチ２０７が抵抗モード温度まで加熱される場合に、それは、望ましくは数オーム又は数十オームの範囲にあるインピーダンスを有する抵抗状態にある。抵抗状態にある永久電流スイッチ２０７によれば、導電コイル２１３は、電源（クライオスタット２０１の外部にあり、図２では図示せず。）から電力を印加することによって、励磁される。これは、導電性充電リンク（図２に図示せず。）によって実行されて、導電コイル２１３に磁場を生成させることができる。導電コイル２１３によって生成された磁場は、電源から電力を供給し続けることによって、所望の又は目標の磁場傾斜まで増大され得る。
【００４９】
導電コイル２１３が所望の磁場傾斜の磁場を生成するよう励磁された後、永久電流スイッチヒータ２０８は（例えば、磁石コントローラ２８０の制御下で）非作動又はオフされ、電源は、磁石システム２００が通常動作状態に移り、そして、その電流及び磁場を“永久モード”に保つと、導電コイル２１３から切り離される。
【００５０】
図２に表される配置は、導電コイル２１３からの熱を放散し且つ導電コイル２１３を冷やすための２つの冷却メカニズム又は手段を提供する。なお、たとえ、熱を放散するための２つの冷却メカニズム又は手段しか示されていないとしても、本発明の他の実施形態は、導電コイルのための熱交換段／要素及び放熱経路を幾つでも有することができる。
【００５１】
導電コイル２１３からの熱を放散するための、図２に表されている一次メカニズムは、コールドプレート２２０を介する。コールドプレート２２０は、通常動作の間、コールドヘッド２５１を介してコンプレッサ２０６によって絶えず冷却される。コールドプレート２２０は、内側領域２１４ａの内部真空空間にある導電コイル２１３を極低温（例えば、おおよそ４ケルビン）に保つことができ、それにより、導電コイル２１３は、超電導であり、その磁場を発生させるよう永久モードにおいて動作する。
【００５２】
なお、一次冷却メカニズムは、例えば、コンプレッサ２０６の故障により、又はコンプレッサ２０６を動かすＡＣ電源電力の喪失により、動作不能になり得ることが起こり得る。
【００５３】
その場合に、コンプレッサ２０６及びコールドヘッド２５１を介する一次冷却メカニズムが動作不能であるときは、冷却ループ２１０及びコールドステーション２０５を含む二次又はバックアップ冷却メカニズムが、導電コイル２１３からの熱を放散するよう動作してよい。バックアップメカニズムは、導電コイル２１３によって生成された磁場のクエンチを遅延させるか又は阻止するよう、ある期間、例えば、一次冷却メカニズムが（例えば、コンプレッサ２０６を修理又は交換すること、コンプレッサ２０６への電力を回復すること、などによって）回復されることを可能にし得る期間、動作してよい。
【００５４】
特に、冷却ループ２１０が重力送り対流冷却ループである場合に、導電コイル２１３がコールドステーション２０５よりも低い温度にある（冷たい）限りは、例えば、超電導磁石システム２００の通常動作の間は、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも地面に対して高い高さ又は位置にあることで冷却ループ２１０内で対流が起こらないので、有利なことには、ほとんどの熱はコールドステーション２０５から導電コイル２１３へ移動されない。他方で、一次冷却メカニズムが動作することができず、導電コイル２１３の温度がコールドステーション２０５の温度よりも高くなる場合は、冷却ループ２１０の対流動作は、熱を導電コイル２１３からコールドステーション２０５へ移動させることができる。
【００５５】
なお、一次冷却メカニズムが長期間動作不能のままである場合は、導電コイル２１３の温度は上昇し続け、導電コイル２１３が超電導である最大温度を最終的に超えうる。その時点で、導電コイル２１３における抵抗損失は相当になり、磁場はクエンチされ、導電コイル２１３は、磁場エネルギが導電コイル２１３において熱エネルギに変換されるにつれて、より急速に温まる。
【００５６】
先に説明されたように、これが起こるべき場合は、導電コイル２１３の温度はコールドステーション２０５の温度を軽く超えて上昇し、コールドステーション２０５のヒートシンク機能は消耗され得る。更には、コールドステーション２０５が導電コイル２１３によって加熱される場合は、それは、超電導磁石システム２００を通常動作に戻すために、クライオスタットの冷却システム（例えば、コンプレッサ２０６、コールドヘッド２５１、及びコールドプレート２２０）によって再冷却される必要があり得る。これは、クエンチから回復するための時間を引き延ばし得る。
【００５７】
加えて、コールドステーション２０５の温度が導電コイル２１３によって急速に加熱される場合は、これは、転じて、ゲッター２３０をその最大動作温度（例えば、おおよそ２０ケルビンより高い）を超える温度にまで加熱して、ゲッター２３０によって捕捉されている漂遊分子がチェンバー２１６に放出され得るようにする。それが起こる場合には、クライオスタット２０１の高価な且つ時間がかかる真空ポンプダウンが、放出された分子を除去するために必要とされ得る。
【００５８】
然るに、超電導磁石システム２００は、冷却ループ２１０の気体流経路において磁気制御式又は磁気作動式バルブ２０９を更に有する。磁気作動式バルブ２０９は、導電コイル２１３が少なくとも閾磁場傾斜を有する磁場を生成するよう励磁される場合に、磁場が（例えば、直接に）磁気作動式バルブ２０９を開かせて、バルブを通る冷却ループ２１０内の気体の流れを可能にするように、動作してよい。他方で、導電コイル２１３が少なくとも閾磁場傾斜を有する磁場を生成しない場合は、磁気作動式バルブ２０９は、磁気作動式バルブ２０９を越える又はそれを通る冷却ループ２１０内の気体の流れを妨げるように、自動的に閉じられる。
【００５９】
磁気作動式バルブ及び冷却ループの例となる動作の更なる説明は、図３に関して与えられる。図３は、超電導磁石システム（例えば、超電導磁石システム２００）のための重力送り対流冷却配置３００の概念図である。
【００６０】
重力送り対流冷却配置３００において、コールドステーション２０５は、導電コイル２１３よりも地面に対して高い高さ又は位置に配置される。
【００６１】
導電コイル２１３が、閾磁場傾斜を少なくとも有する磁場を生成するよう励磁される場合に、磁気作動式バルブ２０９は、磁場によって又は該磁場に応答して開かれて、磁気作動式バルブ２０９を通る気体の流れを可能にする。
【００６２】
磁気作動式バルブ２０９が開いている限り、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも低い温度にある（冷たい）場合に、冷却ループ２１０内の気体（例えば、冷やされたヘリウム）は、熱エネルギ（熱）を導電コイル２１３からコールドステーション２０５へ運ぶ又は移動させるよう、対流及び重力によって循環してよい。すなわち、磁気作動式バルブ２０９が、導電コイル２１３によって生成された磁場によって開かれる場合、且つ、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも低い温度にある（冷たい）場合に、コールドステーション２０５によって冷やされた気体は、重力によってコールドステーション２０５から導電コイル２１３へと冷却ループ２１０を通って搬送される。導電コイル２１３では、気体は熱エネルギを吸収し、温められる。この温められた気体は、次いで、対流によって導電コイル２１３から冷却ループ２１０を通って上方へと運ばれる。なお、たとえ、磁気作動式バルブ２０９が、導電コイル２１３によって生成された磁場によって開かれるとしても、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも高い温度にある（温かい）場合には、温められた気体は、コールドステーション２０５が導電コイル２１３よりも地面に対して高い高さ又は位置に配置されているという事実上の配置に起因して、導電コイル２１３とコールドステーション２０５との間を流れない。
【００６３】
他方で、導電コイル２１３が、閾磁場傾斜を少なくとも有する磁場を生成しない場合には、磁気作動式バルブ２０９は、磁気作動式バルブ２０９を通る気体の流れを妨げて、冷却ループ２１０内の気体の循環を阻止するように、自動的に閉じられる。これは、冷却ループ２１０内の気体を介した導電コイル２１３からコールドステーション２０５への熱の移動を阻止又は抑制する。
【００６４】
磁気作動式バルブ２０９の開放及び閉成のための閾値又はスイッチングポイントとなる閾磁場傾斜は、磁気作動式バルブ２０９の設計と、導電コイル２１３に対するその位置とによって選択されてよい。それにより、磁気作動式バルブ２０９は、超電導磁石システム２００の通常動作中に導電コイル２１３によって生成される磁場に応答して開いたままであるが、導電コイル２１３によって生成される磁場のクエンチが起こる場合、又はそのようなクエンチが今にも起ころうとしている場合に閉じる。
【００６５】
図４は、冷却ループを開く方法４００の例となる実施形態を表すフローチャートである。
【００６６】
動作４１０において、少なくとも１つの導電コイルは、クライオスタット、例えば、上記の超電導磁石システム２００のような超電導磁石システムのクライオスタット内に設けられる。
【００６７】
動作４２０において、対流冷却ループは、クライオスタット内に設けられる。対流冷却ループは、その中に配置された気体、例えば、冷やされたヘリウムを有する。
【００６８】
動作４３０において、対流冷却ループのバルブは、クライオスタット内に配置された少なくとも１つの導電コイルによって生成される磁場を介して、閉成位置と開放位置との間で作動する。
【００６９】
動作４４０において、バルブの作動は、対流冷却ループ内に配置される気体の流れを制御する。
【００７０】
図５は、冷却ループの作動方法５００の例となる実施形態を表す他のフローチャートである。特に、方法５００は、磁気作動式バルブ２０９のような磁気作動式バルブ２０９を設けられた、上記の冷却ループ２１０のような冷却ループの作動方法である。
【００７１】
動作５１０において、少なくとも１つの導電コイルは、クライオスタット、例えば、上記の超電導磁石システム２００のような超電導磁石システムのクライオスタット内に設けられる。
【００７２】
動作５２０において、対流冷却ループは、クライオスタット内に設けられる。対流冷却ループは、その中に配置された気体、例えば、冷やされたヘリウムを有する。
【００７３】
動作５３０において、分岐が起こる。これによって、方法５００は、導電コイルが、閾磁場傾斜を少なくとも有する磁場を生成するよう励磁されるか否かに応じて、２つの経路のうちの一方へ進む。
【００７４】
導電コイルが、閾磁場傾斜を少なくとも有する磁場を生成するよう励磁される場合は、方法５００は動作５４０へ分岐する。動作５４０において、対流冷却ループの気体流経路における磁気作動式バルブは、磁場が少なくとも閾磁場傾斜を有することに応答して、開かれる。すなわち、導電コイルによって生成される磁場は、磁気作動式バルブを開かせる。これは、気体が対流冷却ループ内で磁気作動式バルブを横断して流れることを可能にする。その場合に、動作５４５において、クライオスタット内のコールドステーションが導電コイルよりも低い温度にある（冷たい）場合に、熱エネルギ（熱）は、気体の流れを介して対流冷却ループ内で導電コイルからコールドステーションへ移動され得る。
【００７５】
他方で、導電コイルが、閾磁場傾斜を少なくとも有する磁場を生成するよう励磁されない場合は、方法５００は動作５５０へ分岐する。動作５５０において、対流冷却ループの気体流経路における磁気作動式バルブは、自動的に閉じられる。これは、気体が対流冷却ループ内で磁気作動式バルブを横断して流れないようにする。その場合に、動作５５５において、気体の流れを介した対流冷却ループ内での導電コイルからコールドステーションへの熱エネルギ（熱）の移動は、阻止又は抑制される。
【００７６】
図６は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ６００の第１実施形態の概念図である。図６乃至１２は、磁気作動式バルブの様々な実施形態のいくつかの主たる要素及び動作の原理を表すことを目的としており、何らかの実際の１つ以上のデバイスの製品図面であるよう意図されない。図６乃至１２で概念的に表されている磁気作動式バルブは、図２及び３の磁気作動式バルブ２０９、並びに図４の方法４００及び図５の方法５００において上述された磁気作動式バルブの様々な実施形態であってよい。
【００７７】
磁気作動式バルブ６００は、入口６０２、出口６０４、筐体６１０、封止要素６２０、及び密封面６３０を有する。磁気作動式バルブ６００は、磁場傾斜によって動かされることを前提とする要素である磁気反応性要素を更に有する。いくつかの実施形態では、磁気反応性要素は磁石を有してよい。他の実施形態では、磁気反応性要素は、例えば鉄、ニッケル、コバルト、パーマロイ、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）、などのような強磁性体を有してよい。磁気作動式バルブ６００において、封止要素６２０は、磁気反応性要素であるか、又はそれを有する。
【００７８】
磁気作動式バルブ６００は、冷却ループ、例えば、図３に表されている重力送り対流冷却ループに含まれるか、又はそれと一体化されてよい。その場合に、入口６０２は、出口６０４の“上流”に位置付けられてよい。それにより、気体（例えば、冷やされたヘリウム）は、冷却ループの上流部分から筐体６１０によって受容されて入ってよく、磁気作動式バルブ６００が開いている場合には、出口から６０４から冷却ループの下流部分に出てよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、筐体６１０は、管状に成形されてよい。筐体６１０は、入口６０２及び出口６０４を除いて、密閉されてよい。有利なことには、筐体６１０は、超電導磁石（例えば、導電コイル）によって磁気作動式バルブ６００の外部に生成される磁場２０が貫通することができる１つ以上の材料から構成される。
【００８０】
磁気作動式バルブ６００は、封止要素６２０が密封面６３０に対して押しつけられるか、又はそれと結合されることによって、閉じられてよく、磁気作動式バルブ６００を通る気体の流れを妨げて、更には、冷却ループ内の気体の循環も妨げる。磁気作動式バルブ６００において、封止要素６２０は、２つの力、すなわち、（１）重力、及び（２）筐体６１０、磁気作動式バルブ６００、及び冷却ループにおける気体の圧力、のうちの一方又は両方によって、密封面６３０に対して押しつけられるか、又はそれと結合されてよい。
【００８１】
図６の左側は、磁気作動式バルブ６００及びバルブ筐体６１０の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される閾量を超える磁場がない場合に、磁気作動式バルブ６００が上記の力の一方又は両方によって自動的に閉じられる状況を表す。よって、例えば、そのような超電導磁石の磁場がクエンチされ、磁気エネルギが、導電コイルを加熱する熱エネルギに変換される場合は、磁気作動式バルブ６００は、上述されたように、導電コイルからコールドステーションへの熱エネルギ（熱）の移動を阻止するように、磁場がない場合に閉じられてよい。
【００８２】
他方で、図６の右側は、磁場２０が磁気作動式バルブ６００の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される状況を表す。磁場２０が十分な磁場傾斜を有する場合は、磁場は、上述されたように磁気反応性要素であるか又はそれを有する封止要素６２０を、磁気作動式バルブ６００を開くように密封面６３０に対して動かし又は移動させて、磁気作動式バルブ６００を通る気体の流れを可能にし、それによって、冷却ループ内の気体の循環も可能にする。
【００８３】
磁気作動式バルブ６００において、外部の導電コイルからの磁場２０は、磁気作動式バルブ６００の入口６０２から出口６０４への気体の流れの方向に垂直であり、更には重力とも垂直である方向に向けられる。
【００８４】
図７は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ７００の第２実施形態の概念図である。
【００８５】
磁気作動式バルブ７００は、磁気作動式バルブ６００と同様に構成され動作するので、それらの２つのバルブの間の相違点のみが論じられる。
【００８６】
磁気作動式バルブ６００とは違って、磁気作動式バルブ７００は、磁場２０がないときに封止要素６２０を密封面６３０に対して押しつけるか、又は封止要素６２０を密封面６３０と結合するように、力を封止要素６２０に加えるバネ７１０を有する。
【００８７】
図７の左側は、磁気作動式バルブ７００及びバルブ筐体６１０の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される閾量を超える磁場がない場合に、磁気作動式バルブ７００が、（１）重力及び（２）筐体６１０における気体の圧力に加えて、バネ７１０の力によって、自動的に閉じられる状況を表す。よって、例えば、そのような超電導磁石の磁場がクエンチされ、磁気エネルギが、導電コイルを加熱する熱エネルギに変換される場合は、磁気作動式バルブ７００は、上述されたように、導電コイルからコールドステーションへの熱エネルギ（熱）の移動を阻止するように、磁場がない場合に閉じられてよい。
【００８８】
他方で、図７の右側は、磁場２０が磁気作動式バルブ７００の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される状況を表す。磁場２０が、（１）重力及び（２）筐体６１０における気体の圧力に加えて、バネ７１０の力に打ち勝つほど十分な磁場傾斜を有する場合は、磁場は、上述されたように磁気反応性要素であるか又はそれを有する封止要素６２０を、磁気作動式バルブ７００を開くように密封面６３０に対して動かし又は移動させて、磁気作動式バルブ７００を通る気体の流れを可能にし、それによって、冷却ループ内の気体の循環も可能にする。
【００８９】
磁気作動式バルブ７００において、外部の導電コイルからの磁場２０は、磁気作動式バルブ７００の入口６０２から出口６０４への気体の流れの方向に平行であり、更には重力とも平行である方向に向けられる。
【００９０】
図８は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ８００の第３実施形態の概念図である。
【００９１】
磁気作動式バルブ８００は、磁気作動式バルブ７００と同様に構成され動作するので、それらの２つのバルブの間の相違点のみが論じられる。磁気作動式バルブ７００と磁気作動式バルブ８００との間の主たる相違点は、次のとおりである。磁気作動式バルブ７００では、密封面６３０は出口６０４に配置され、磁気作動式バルブ７００は出口６０４において閉じられる。対照的に、磁気作動式バルブ８００では、密封面６３０は入口６０２に配置され、磁気作動式バルブ８００は入口６０２において閉じられる。図示されるように縦に置かれた磁気作動式バルブ８００によれば、バネ７１０の力は、重力とは逆方向に密封面６３０に対して作用する。
【００９２】
図９は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ９００の第４実施形態の概念図である。
【００９３】
磁気作動式バルブ９００は、磁気作動式バルブ８００と同様に構成され動作するので、それらの２つのバルブの間の相違点のみが論じられる。
【００９４】
磁気作動式バルブ９００は、筐体６１０の外部で磁石９１０を有するか、又は該磁石９１０と連関される。いくつかの実施形態では、磁石９１０は、外部配線９１２を通じて供給される電流によって駆動される１つ以上の導電コイルを有してよい。外付け磁石９１０は、磁気作動式バルブ９００の試験のために、及び／又は磁気作動式バルブ９００の緊急バックアップのために、用いられてよい。そのような場合において、外部の導電コイルからの磁場２０はそうすることができない。
【００９５】
磁気作動式バルブ９００は入口６０２に配置された磁石９１０を備えるが、他の実施形態では、磁気作動式バルブ９００は出口６０４に、又は磁石９１０が励磁される場合に、磁石９１０によって生成される磁場が封止要素６２０を密封面６３０に対して動かし又は移動させて、磁気作動式バルブ９００を開くことができるような他の適切な位置に、配置された磁石９１０を備えてよい。様々な実施形態において、磁石９１０は、図６乃至８及び１０乃至１２に表されている磁気作動式バルブに付加されるか、又は付随してよい点も理解されるべきである。
【００９６】
図１０は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ１０００の第５実施形態の概念図である。
【００９７】
磁気作動式バルブ１０００は、地面に対して磁気作動式バルブ７００が縦に置かれる一方で、磁気作動式バルブ１０００が横に置かれる点を除いて、磁気作動式バルブ７００と同様に構成され動作する。然るに、磁気作動式バルブ７００による場合と違って、磁気作動式バルブ１０００によれば、重力は、バルブを閉じない、すなわち、バルブを閉じるのを助けない。他の実施形態では、その他の点で磁気作動式バルブ８００及び磁気作動式バルブ９００と同じであるバルブが横に置かれてよい。
【００９８】
図１１は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ１１００の第６実施形態の概念図である。
【００９９】
磁気作動式バルブ１１００は、磁気作動式バルブ１０００と同様に構成され動作するので、それらの２つのバルブの間の相違点のみが論じられる。
【０１００】
磁気作動式バルブ１１００は、封止要素１１２０とは別個であるがそれに接続される磁気反応性要素１１１０を有する。ここで、封止要素１１２０は非磁性であってよい。例えば、封止要素１１２０は、如何なるゴム、プラスティック、非磁性体、又はそれらのあらゆる組み合わせからも成ってよい。磁気作動式バルブ１１００において、磁気反応性要素１１１０は、接続要素１１２５によって封止要素１１２０に接続されるか又は取り付けられる。いくつかの実施形態では、接続要素１１２５は非磁性であってよい。いくつかの実施形態では、接続要素１１２５は、例えばゴムのような可塑性又は圧縮性の材料を有してよい。いくつかの実施形態では、接続要素１１２５はバネを有してよい。いくつかの実施形態では、接続要素１１２５は省略されてよく、磁気反応性要素１１１０は封止要素１１２０へ直接接続されてよい。
【０１０１】
図１１の左側は、磁気作動式バルブ１１００及びバルブ筐体６１０の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される閾量を超える磁場がない場合に、磁気反応性要素１１１０に対するバネ７１０の力によって、そして、それにより封止要素１１２０において、磁気作動式バルブ１１００が自動的に閉じられる状況を表す。よって、例えば、そのような超電導磁石の磁場がクエンチされ、磁気エネルギが、導電コイルを加熱する熱エネルギに変換される場合は、磁気作動式バルブ１１００は、上述されたように、導電コイルからコールドステーションへの熱エネルギ（熱）の移動を阻止するように、磁場がない場合に閉じられてよい。
【０１０２】
他方で、図１１の右側は、磁場２０が磁気作動式バルブ１１００の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される状況を表す。磁場２０がバネ７１０の力に打ち勝つほど十分な磁場傾斜を有する場合は、磁場は、磁気作動式バルブ１１００を開くように、磁気反応性要素１１１０を密封面６３０に対して動かし又は移動させ、磁気反応性要素１１１０が封止要素１１２０を密封面６３０に対して動かす又は移動させるようにして、磁気作動式バルブ１１００を通る気体の流れを可能にし、それによって、冷却ループ内の気体の循環も可能にする。
【０１０３】
磁気反応性要素を封止要素から分離する原理は、磁気作動式バルブの他の実施形態、例えば、磁気作動式バルブ７００、８００、９００などに適用されてよい点が理解されるべきである。
【０１０４】
図１２は、超電導磁石システムの対流冷却ループのための磁気作動式バルブ１２００の第７実施形態の概念図である。
【０１０５】
磁気作動式バルブ１２００は、てこの効果を用いる。この効果は、磁気作動式バルブ１２００を開くために必要とされ得る磁力の量を減らすために使用されてよい。磁気作動式バルブ１２００は、さお１２１５及び支点１２２５を備えるてこを有する。磁気反応性要素１１１０は、支点１２２５の第１の側にあるてこの第１の端部に配置され、封止要素１２２０は、支点１２２５の第２の側にあるてこの第２の端部に配置される。磁気反応性要素１１１０は、さお１２１５の第１の端部に取り付けられるか、又はそれと一体にされてよく、封止要素１２２０は、さお１２１５の第２の端部に取り付けられるか、又はそれと一体にされてよい。
【０１０６】
図１２の左側は、磁気作動式バルブ１２００及びバルブ筐体６１０の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される閾量を超える磁場がない場合に、磁気反応性要素１１１０に対するバネ７１０の力によって、そして、それにより封止要素１２２０に対するさお１２１５及び支点１２２５のてこの効果を介して、磁気作動式バルブ１２００が自動的に閉じられる状況を表す。よって、例えば、そのような超電導磁石の磁場がクエンチされ、磁気エネルギが、導電コイルを加熱する熱エネルギに変換される場合は、磁気作動式バルブ１２００は、上述されたように、導電コイルからコールドステーションへの熱エネルギ（熱）の移動を阻止するように、磁場がない場合に閉じられてよい。
【０１０７】
他方で、図１２の右側は、磁場２０が磁気作動式バルブ１２００の外で超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される状況を表す。磁場２０がバネ７１０の力に打ち勝つほど十分な磁場傾斜又はトルクを有する場合は、磁場は、磁気作動式バルブ１２００を開くように、磁気反応性要素１１１０を動かし又は移動させ、磁気反応性要素１１１０が封止要素１２２０を密封面６３０に対して動かす又は移動させるようにして、磁気作動式バルブ１２００を通る気体の流れを可能にし、それによって、冷却ループ内の気体の循環も可能にする。てこの効果により、いくつかの実施形態では、磁場２０による磁気反応性要素１１１０の比較的小さい運動又は移動は、密封面６３０に対する封止要素１２２０のより大きい移動又は運動を生じさせ得る。
【０１０８】
バルブの実施形態は、磁場がないときに正常に閉じられ、超電導磁石（例えば、導電コイル）によって生成される磁場２０を介して開かれるよう構成されるものとして、先に記載されてきたが、他の実施形態では、バルブは、磁場がないときに正常に開かれ、磁場２０を介して閉じられるよう再構成されてよい。簡単な例として、図８を考えると、磁場がないときの封止要素６２０の正常位置が、図８の右側に示されるように、密封面６３０から分けられて離されている場合、且つ、磁場２０の方向が逆にされている場合には、バルブは、磁場がないときに正常に開かれてよく、図８の左側に示されるように、磁場２０を介して閉じられてよい。そのようなバルブの他の構成が考えられている。
【０１０９】
好適な実施形態がここで開示されているが、本発明の概念及び適用範囲を越えない多数の変形例が可能である。そのような変形例は、本願の明細書、図面及び特許請求の範囲の考察の後に当業者に明らかになるであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の適用範囲内を除いて制限されるべきでない。
【０１１０】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年７月２６日付けで出願された米国特許仮出願第６１／８５８７８５号に基づく優先権を主張するものである。なお、これをもって、上記の米国特許仮出願は、参照により本願に援用される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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