JP2017056119A - Superconducting magnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a superconducting magnet apparatus which maintains excitation speed and furthermore can reduce a temperature rise thereof due to energization of a superconducting coil, and to provide a magnetic resonance imaging apparatus.SOLUTION: The superconducting magnet apparatus comprises: a spool 40 having a winding core 21, a first flange part 22 provided at one end of the winding core 21, and a second flange part 23 provided at the other end of the winding core 21; a superconducting wire 24 wound around the winding core 21; a refrigerator 46 for cooling the superconducting wire 24; a heat transfer member 27 (for example, oxygen-free copper, pure aluminum, or the like) for thermally connecting between the first flange part 22 or the second flange part 23 and the refrigerator 46; and an electrical insulation member 28 (for example, aluminum nitride, silicone carbide, or the like) for insulating between the flange parts 22, 23 and the refrigerator 46 that are thermally connected to the heat transfer member 27. A magnetic resonance imaging apparatus comprises the superconducting magnet apparatus.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、超電導磁石装置及び磁気共鳴撮像装置に関する。   The present invention relates to a superconducting magnet device and a magnetic resonance imaging apparatus.

ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置は、均一な静磁場の形成された空間に置かれた被検体に高周波パルスを照射し、核磁気共鳴現象を利用して被検体の物理的性質や化学的性質をあらわした画像を得る装置である。得られる断層画像は、医療目的等で用いられている。ＭＲＩ装置は、磁気共鳴撮像装置とも呼ばれている。   An MRI (Magnetic Resonance Imaging) system irradiates a subject placed in a space where a uniform static magnetic field is formed with a high frequency pulse, and uses the nuclear magnetic resonance phenomenon to determine the physical and chemical properties of the subject. It is a device that obtains the displayed image. The obtained tomographic image is used for medical purposes. The MRI apparatus is also called a magnetic resonance imaging apparatus.

ＭＲＩ装置は、静磁場の方向が水平方向を向く水平磁場方式と、鉛直方向を向く垂直磁場方式とに大別される。水平磁場方式のＭＲＩ装置においては、水平方向を向いたトンネル内にＭＲＩ画像が撮像される撮像空間が位置しており、被検者は、このトンネル内に進入して検査を受ける。一方、垂直磁場方式のＭＲＩ装置においては、上下に対向して配置された磁極間に撮像空間が位置しており、被検者は、磁極間に挟まれた開放空間において検査を受ける。   MRI apparatuses are roughly classified into a horizontal magnetic field method in which the direction of the static magnetic field is directed in the horizontal direction and a vertical magnetic field method in which the direction of the static magnetic field is directed in the vertical direction. In the horizontal magnetic field type MRI apparatus, an imaging space in which an MRI image is captured is located in a tunnel facing in the horizontal direction, and the subject enters the tunnel and undergoes an examination. On the other hand, in a vertical magnetic field type MRI apparatus, an imaging space is located between magnetic poles arranged vertically opposite to each other, and the subject is inspected in an open space sandwiched between the magnetic poles.

ＭＲＩ装置において静磁場を発生する手段としては、超電導磁石が主流となっている。超電導磁石は、巻枠にコイル状に捲回された超電導線を超電導転移温度以下の低温に冷却し、所定電流値の電流を通電させることによって励磁される。そして、励磁後には、超電導コイルが電源から切り離され、永久電流モードの運転が続けられる。永久電流モードにおいては、閉回路化された超電導コイルを無抵抗で電流が流れ続け、必要とされる磁場を発生させる。その後、超電導コイルを消磁させる際には、再び開路のループが切り替えられる。   As a means for generating a static magnetic field in the MRI apparatus, a superconducting magnet has become the mainstream. The superconducting magnet is excited by cooling a superconducting wire wound in a coil shape on a winding frame to a low temperature not higher than the superconducting transition temperature and passing a current having a predetermined current value. After the excitation, the superconducting coil is disconnected from the power source, and the operation in the permanent current mode is continued. In the permanent current mode, a current continues to flow through a closed circuit superconducting coil without resistance, and a required magnetic field is generated. Thereafter, when the superconducting coil is demagnetized, the open loop is switched again.

従来、超電導体を超電導転移温度以下に冷却する方法としては、超電導コイルを液体ヘリウム等に浸漬させて冷却する方法が主流であった。しかしながら、近年では、冷凍技術の進展や高温超電導体の実用化に伴い、冷凍機を使用した伝導冷却型の超電導磁石装置の開発も広く進められるようになっている。超電導コイルや永久電流スイッチは、真空容器内に収容され、真空断熱下に冷凍機によって伝導冷却されて超電導転移温度以下の極低温に保たれる。   Conventionally, as a method of cooling a superconductor to a superconducting transition temperature or lower, a method of cooling a superconducting coil by immersing it in liquid helium has been the mainstream. However, in recent years, with the progress of refrigeration technology and the practical application of high-temperature superconductors, development of conduction-cooled superconducting magnet devices using refrigerators has been widely promoted. The superconducting coil and the permanent current switch are housed in a vacuum vessel, and are cooled by conduction with a refrigerator under vacuum insulation, and kept at a very low temperature not higher than the superconducting transition temperature.

超電導コイルは、一般に、ステンレス製の巻枠に捲回され、巻枠と熱的に接続された冷凍機によって伝導冷却されている。導電性を有するステンレス製の巻枠を介した導通を絶縁する技術としては、超電導コイルと巻枠との間にシリカ、セラミックス等の絶縁体を介在させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、超電導コイルを構成可能な技術として、巻き枠本体の巻き線巻回部に、セラミック層を形成したコイル用巻き枠が開示されている。セラミック層を形成する材料としては、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、窒化アルミ、窒化珪素、炭化珪素が挙げられている。   The superconducting coil is generally wound around a stainless steel winding frame and is conductively cooled by a refrigerator that is thermally connected to the winding frame. As a technique for insulating conduction through a conductive stainless steel winding frame, a technique is known in which an insulator such as silica or ceramics is interposed between a superconducting coil and the winding frame. For example, Patent Document 1 discloses a coil winding frame in which a ceramic layer is formed on a winding portion of a winding body as a technique that can constitute a superconducting coil. Examples of the material for forming the ceramic layer include alumina, zirconia, magnesia, aluminum nitride, silicon nitride, and silicon carbide.

特開２００３−２５７７２８号公報JP 2003-257728 A

特許文献１に開示される技術によると、セラミックス層は、高温環境下に置かれたとしても剥離したり変質したりするようなことが無く、高温環境下においても、巻枠と巻線との間における絶縁性の確実な維持が可能であるとされている。但し、このようにセラミックス層を超電導コイルと巻枠との間に介在させる技術では、超電導コイルに通電させる励磁電流を高電流に設計しようとする場合に、セラミックス層の厚さについても厚くする必要が生じる。   According to the technique disclosed in Patent Document 1, the ceramic layer does not peel off or deteriorate even when placed in a high temperature environment. It is said that it is possible to reliably maintain insulation between the two. However, in the technique in which the ceramic layer is interposed between the superconducting coil and the winding frame in this way, the thickness of the ceramic layer needs to be increased when the exciting current to be passed through the superconducting coil is designed to be high. Occurs.

ところが、超電導コイルと巻枠との間に介在するセラミックス層の厚さが増すほど、巻枠に接続される冷凍機と冷却されるべき超電導コイルとの間の伝熱抵抗が増してしまう。そのため、冷凍機によって超電導コイルを伝導冷却するに際して、所要の極低温度に冷却するまでの冷却時間が長期化してしまう難がある。   However, as the thickness of the ceramic layer interposed between the superconducting coil and the winding frame increases, the heat transfer resistance between the refrigerator connected to the winding frame and the superconducting coil to be cooled increases. Therefore, when the superconducting coil is conductively cooled by the refrigerator, there is a difficulty in prolonging the cooling time until it is cooled to the required extremely low temperature.

また、超電導コイルの励磁の工程に関しては、運転開始時間の短縮化を図る要求などから、励磁速度の高速化が求められている。しかしながら、超電導コイルは、励磁電流の増加速度を速くするほど、大きな交流損失を発生して顕著な温度上昇を生じてしまう。このとき、超電導コイルと巻枠との間の伝熱抵抗が高いと、冷凍機による吸熱を効果的に行うことができないため、超電導コイルを極低温度の超電導状態に保つことが困難となる。そして、このように冷却効率が悪化する結果、励磁速度の低速化を余儀なくされてしまう。   In addition, regarding the excitation process of the superconducting coil, an increase in the excitation speed is required due to the demand for shortening the operation start time. However, the superconducting coil generates a large alternating current loss as the exciting current increases at a higher rate, resulting in a significant temperature rise. At this time, if the heat transfer resistance between the superconducting coil and the winding frame is high, heat absorption by the refrigerator cannot be performed effectively, so that it is difficult to keep the superconducting coil in a superconducting state at an extremely low temperature. As a result of the deterioration in cooling efficiency, the excitation speed must be reduced.

そこで、本発明は、励磁速度を維持しながらも超電導コイルの通電による温度上昇を低減することが可能な超電導磁石装置及び磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a superconducting magnet apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus capable of reducing a temperature rise due to energization of a superconducting coil while maintaining an excitation speed.

前記課題を解決するために本発明に係る超電導磁石装置は、巻芯、前記巻芯の一端に設けられた第１鍔部、及び、前記巻芯の他端に設けられた第２鍔部を有する巻枠と、前記巻芯に捲回された超電導線と、前記超電導線の冷却を行う冷凍機と、前記第１鍔部又は前記第２鍔部と前記冷凍機との間を熱的に接続する伝熱部材と、前記第１鍔部及び前記第２鍔部のうち前記伝熱部材に熱的に接続されている前記鍔部と前記冷凍機との間を絶縁する電気絶縁部材とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a superconducting magnet device according to the present invention includes a winding core, a first flange provided at one end of the winding core, and a second flange provided at the other end of the winding core. A winding frame, a superconducting wire wound around the core, a refrigerator that cools the superconducting wire, and a thermal space between the first and second flanges and the refrigerator. A heat transfer member to be connected; and an electrically insulating member that insulates between the refrigerator and the flange that is thermally connected to the heat transfer member among the first flange and the second flange. It is characterized by providing.

また、本発明に係る磁気共鳴撮像装置は、前記の超電導磁石装置を備えたことを特徴とする。   In addition, a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes the superconducting magnet device.

本発明によれば、励磁速度を維持しながらも超電導コイルの通電による温度上昇を低減することが可能な超電導磁石装置及び磁気共鳴撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a superconducting magnet apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus capable of reducing a temperature rise due to energization of a superconducting coil while maintaining an excitation speed.

磁気共鳴撮像装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a magnetic resonance imaging device. 磁気共鳴撮像装置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a magnetic resonance imaging device. 本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置が備える超電導コイルを示す図である。It is a figure which shows the superconducting coil with which the superconducting magnet apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置における熱的な接続の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the thermal connection in the superconducting magnet apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置の熱的配置と回路構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of thermal arrangement and circuit composition of a superconducting magnet device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置が備える超電導コイルを示す図である。図６（ａ）は、中心軸１０の方向から視た超電導コイルを示す図、図６（ｂ）は、（ａ）におけるｂ１−ｂ２線の矢視断面図である。It is a figure which shows the superconducting coil with which the superconducting magnet apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is provided. 6A is a diagram showing the superconducting coil viewed from the direction of the central axis 10, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line b1-b2 in FIG. 本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置における熱的な接続の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the thermal connection in the superconducting magnet apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置の熱的配置と回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the thermal arrangement | positioning and circuit structure of the superconducting magnet apparatus which concern on 2nd Embodiment of this invention.

はじめに、本発明を適用することが可能な超電導磁石装置が備えられる磁気共鳴撮像装置の主要な構成について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。   First, a main configuration of a magnetic resonance imaging apparatus provided with a superconducting magnet apparatus to which the present invention can be applied will be described. In addition, about the structure which is common in each following figure, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、磁気共鳴撮像装置の一例を示す図である。図１（ａ）は、磁気共鳴撮像装置の斜視図、図１（ｂ）は、超電導磁石装置を示す断面図である。
図１（ａ）に示すように、磁気共鳴撮像装置１は、撮像領域９に均一な磁場を生成する超電導磁石装置２と、被検部が撮像される被検者を撮像領域９に支持する寝台８と、超電導磁石装置２や寝台８等の稼働を制御する制御部７とを備えている。図１に示す超電導磁石装置２は、所謂、垂直磁場方式、開放型の装置である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a magnetic resonance imaging apparatus. FIG. 1A is a perspective view of a magnetic resonance imaging apparatus, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a superconducting magnet apparatus.
As shown in FIG. 1A, the magnetic resonance imaging apparatus 1 supports a superconducting magnet device 2 that generates a uniform magnetic field in the imaging region 9 and a subject to be imaged in the imaging region 9 in the imaging region 9. The bed 8 includes a control unit 7 that controls the operation of the superconducting magnet device 2 and the bed 8. The superconducting magnet device 2 shown in FIG. 1 is a so-called vertical magnetic field type, open type device.

磁気共鳴撮像装置１は、均一な磁場がかけられた撮像領域９におかれている被検部に、所定周波数の電磁波を照射し、被検部を構成する原子の核磁気共鳴現象を利用して被検部が断層画像化されたＭＲＩ画像を撮像する装置となっている。   The magnetic resonance imaging apparatus 1 uses a nuclear magnetic resonance phenomenon of atoms constituting the test part by irradiating the test part in the imaging region 9 to which a uniform magnetic field is applied with an electromagnetic wave having a predetermined frequency. Thus, the device to be examined is an apparatus that captures an MRI image in which a tomographic image is formed.

超電導磁石装置２は、上下に対向して配置された円盤状の磁極４Ｕと、円盤状の磁極４Ｌとを有している。上下一対の磁極４Ｕ，４Ｌは、それぞれ鉄製であり、例えば、一般構造用圧延鋼材等に代表される透磁率が高い鋼材によって形成されている。各磁極４Ｕ，４Ｌの中心側には、磁場の調整を行う不図示の部材や傾斜磁場を形成するコイル等が配置されている。   The superconducting magnet device 2 includes a disk-shaped magnetic pole 4U and a disk-shaped magnetic pole 4L that are arranged to face each other in the vertical direction. The pair of upper and lower magnetic poles 4U and 4L are made of iron, and are formed of, for example, a steel material having a high magnetic permeability typified by a general structural rolled steel material. On the center side of each of the magnetic poles 4U and 4L, a member (not shown) that adjusts the magnetic field, a coil that forms a gradient magnetic field, and the like are arranged.

磁極４Ｕの下方には、トーラス状のコイル格納容器５Ｕが近接して配置されている。また、磁極４Ｌの上方には、トーラス状のコイル格納容器５Ｌが近接して配置されている。コイル格納容器５Ｕ，５Ｌは、図１（ｂ）に示すように、磁極４Ｕ，４Ｌの周囲を囲んでいる。上下一対の磁極４Ｕ，４Ｌ及びコイル格納容器５Ｕ，５Ｌは、ヨーク３の上下から水平方向に張り出している張出部によって支持されている。   Below the magnetic pole 4U, a torus-shaped coil storage container 5U is arranged in close proximity. Further, a torus-shaped coil storage container 5L is disposed close to the magnetic pole 4L. As shown in FIG. 1B, the coil storage containers 5U and 5L surround the magnetic poles 4U and 4L. The pair of upper and lower magnetic poles 4U and 4L and the coil storage containers 5U and 5L are supported by a projecting portion that projects from the top and bottom of the yoke 3 in the horizontal direction.

各コイル格納容器５Ｕ，５Ｌの内部には、図１（ｂ）に示すように、超電導線２４が略円環状の巻枠（ボビン）４０に捲回されてなる超電導コイルがそれぞれ格納されている。通常、コイル格納容器５Ｕ，５Ｌは、内部が真空引きされて真空容器として機能するようになっている。上下一対のコイル格納容器５Ｕ，５Ｌの間は、ＭＲＩ画像が撮像される撮像領域９となる。図１中の符号１０は、撮像領域９の中心を通る中心軸である。超電導コイルによって中心軸１０に沿って均一な静磁場が生成され、不図示の照射コイル等から高周波パルスが照射される。   As shown in FIG. 1B, superconducting coils each formed by winding a superconducting wire 24 around a substantially annular winding frame (bobbin) 40 are stored in the respective coil storage containers 5U and 5L. . Normally, the coil storage containers 5U and 5L are designed to function as a vacuum container by being evacuated. A space between the pair of upper and lower coil storage containers 5U and 5L is an imaging region 9 where an MRI image is captured. A reference numeral 10 in FIG. 1 is a central axis passing through the center of the imaging region 9. A uniform static magnetic field is generated along the central axis 10 by the superconducting coil, and a high frequency pulse is irradiated from an irradiation coil (not shown) or the like.

制御部７は、表示部７１と、操作部７２とを備えている。制御部７は、信号線を介して超電導磁石装置２や寝台８と接続されている。表示部７１は、操作情報や、撮像されたＭＲＩ画像等を表示する装置である。操作部７２は、磁気共鳴撮像装置１の起動、運転、停止等を操作するために備えられており、キー、ロータリスイッチなどによってオペレータによる操作を受け付ける。   The control unit 7 includes a display unit 71 and an operation unit 72. The control unit 7 is connected to the superconducting magnet device 2 and the bed 8 via signal lines. The display unit 71 is a device that displays operation information, a captured MRI image, and the like. The operation unit 72 is provided for operating start, operation, stop, and the like of the magnetic resonance imaging apparatus 1 and receives an operation by an operator using a key, a rotary switch, or the like.

寝台８は、駆動部８１と、天板８２とを備えている。駆動部８１は、天板８２の水平方向の移動を駆動する装置である。天板８２は、磁気共鳴撮像装置１により被検部を撮像される被検者が横たわる場所である。撮像領域９においてＭＲＩ画像を撮像された被検者は、駆動部８１が天板８２を所定距離移動させた後、次の断層のＭＲＩ画像を撮像される。このような動作を繰り返すことによって、連続した断面を三次元的に表すＭＲＩ画像が得られる。   The bed 8 includes a drive unit 81 and a top plate 82. The drive unit 81 is a device that drives the horizontal movement of the top plate 82. The top plate 82 is a place where a subject to be imaged by the magnetic resonance imaging apparatus 1 lies. The subject whose MRI image has been captured in the imaging region 9 is captured the MRI image of the next tomography after the drive unit 81 has moved the top plate 82 by a predetermined distance. By repeating such an operation, an MRI image that represents a continuous cross section three-dimensionally is obtained.

制御部７は、操作部７２が超電導磁石装置２の起動の操作を受けると、超電導磁石装置２を駆動し、撮像領域９に均一な磁場を生成させる。また、制御部７は、操作部７２が寝台８の駆動の操作を受けると、寝台８を移動させて、寝台８に横たわる被検者を撮像領域９に進入させ、所定の被検部が撮像領域９に位置するように水平移動させることができる。そして、撮像を終えると、寝台８を移動させて、寝台８に横たわる被検者を撮像領域９から退出させる。   When the operation unit 72 receives an operation for starting the superconducting magnet device 2, the control unit 7 drives the superconducting magnet device 2 to generate a uniform magnetic field in the imaging region 9. In addition, when the operation unit 72 receives the operation of driving the bed 8, the control unit 7 moves the bed 8 to cause the subject lying on the bed 8 to enter the imaging region 9, and the predetermined test unit takes an image. It can be moved horizontally so as to be located in the region 9. When the imaging is finished, the bed 8 is moved, and the subject lying on the bed 8 is moved out of the imaging area 9.

図２は、磁気共鳴撮像装置の他の例を示す図である。図２（ａ）は、磁気共鳴撮像装置の斜視図、図２（ｂ）は、超電導磁石装置を示す断面図である。
図２（ａ）に示すように、磁気共鳴撮像装置１Ａは、前記の磁気共鳴撮像装置１と同様の機能を有する超電導磁石装置２Ａと、寝台８Ａと、制御部７Ａとを備えている。図２に示す超電導磁石装置２Ａは、所謂、水平磁場方式、トンネル型の装置である。 FIG. 2 is a diagram illustrating another example of the magnetic resonance imaging apparatus. 2A is a perspective view of the magnetic resonance imaging apparatus, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing the superconducting magnet apparatus.
As shown in FIG. 2A, the magnetic resonance imaging apparatus 1A includes a superconducting magnet apparatus 2A having the same function as the magnetic resonance imaging apparatus 1, a bed 8A, and a control unit 7A. The superconducting magnet device 2A shown in FIG. 2 is a so-called horizontal magnetic field type tunnel type device.

磁気共鳴撮像装置１Ａは、前記の磁気共鳴撮像装置１と同様に、均一な磁場がかけられた撮像領域９におかれている被検部に、所定周波数の電磁波を照射し、被検部を構成する原子の核磁気共鳴現象を利用して被検部が断層画像化されたＭＲＩ画像を撮像する装置となっている。   Similar to the magnetic resonance imaging apparatus 1, the magnetic resonance imaging apparatus 1 </ b> A irradiates the test part in the imaging region 9 to which a uniform magnetic field is applied with an electromagnetic wave having a predetermined frequency, This apparatus is an apparatus that captures an MRI image in which a portion to be examined is formed into a tomographic image by utilizing the nuclear magnetic resonance phenomenon of the constituent atoms.

超電導磁石装置２Ａは、図２（ｂ）に示すように、トンネルを有する円筒形状の筺体５を備えている。筺体５の内部には、超電導線２４が略円環状のボビン４０に捲回されてなる超電導コイルがそれぞれ格納されている。通常、筺体５は、内部が真空引きされて真空容器として機能するようになっている。超電導コイルの中心軸１０は、トンネルの中心と略一致しており、超電導コイルの中央のトンネル内に照射領域９が位置している。   As shown in FIG. 2B, the superconducting magnet device 2A includes a cylindrical casing 5 having a tunnel. Superconducting coils each formed by winding a superconducting wire 24 around a substantially annular bobbin 40 are stored in the housing 5. Usually, the housing 5 is designed to function as a vacuum container by evacuating the inside. The central axis 10 of the superconducting coil substantially coincides with the center of the tunnel, and the irradiation region 9 is located in the tunnel at the center of the superconducting coil.

図１及び図２に示される形態の超電導磁石装置２，２Ａが備える超電導コイルは、超電導転移温度以下に冷却されて超電導状態とされる。本実施形態に係る超電導磁石装置は、超電導コイルを冷却する方法として、冷凍機による伝導冷却を採用した装置構成をとるものである。冷凍機と超電導線とは、熱伝導性が良好な部材によって熱的に接続される。一方で、励磁電流の通電によって生じる発熱による温度上昇を抑制する観点から、電気絶縁を図りながらも熱伝導性が良好な部材を配置している。以下、図１に示される形態の超電導磁石装置２を例にとって、超電導磁石装置の実施形態の具体的構成について説明する。   The superconducting coils provided in the superconducting magnet devices 2 and 2A in the form shown in FIGS. 1 and 2 are cooled to the superconducting transition temperature or lower to be in a superconducting state. The superconducting magnet device according to the present embodiment has a device configuration that employs conductive cooling by a refrigerator as a method of cooling the superconducting coil. The refrigerator and the superconducting wire are thermally connected by a member having good thermal conductivity. On the other hand, from the viewpoint of suppressing a temperature rise due to heat generation caused by energization of excitation current, a member having good thermal conductivity is arranged while achieving electrical insulation. Hereinafter, the specific configuration of the embodiment of the superconducting magnet device will be described by taking the superconducting magnet device 2 of the form shown in FIG. 1 as an example.

［第１実施形態］
はじめに、本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置について説明する。 [First Embodiment]
First, the superconducting magnet apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

図３は、本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置が備える超電導コイルを示す図である。また、図４は、本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置における熱的な接続の状態を示す図である。また、図５は、本発明の第１実施形態に係る超電導磁石装置の熱的配置と回路構成の一例を示す図である。
なお、図３では、中心軸１０の方向から視た超電導コイルを示している。また、図４では、図３におけるａ１−ａ２線の矢視断面と冷凍機の接続箇所とについて中間部を省略して併せて示している。 FIG. 3 is a diagram showing a superconducting coil provided in the superconducting magnet device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a state of thermal connection in the superconducting magnet device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of the thermal arrangement and circuit configuration of the superconducting magnet apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the superconducting coil viewed from the direction of the central axis 10. Moreover, in FIG. 4, the intermediate part is abbreviate | omitted and shown about the cross-sectional view of the a1-a2 line in FIG. 3, and the connection location of a refrigerator.

図３に示すように、第１実施形態に係る超電導磁石装置は、巻枠４０と、伝熱部材２７と、電気絶縁部材２８とを備えている。巻枠４０は、略円環状の第１鍔部２２を有している。第１鍔部２２の上面には、複数の荷重支持体２５が、締結部材２９によって締結固定されている。各荷重支持体２５は、他端が真空容器４８等に固定されており、巻枠４０は中心軸１０の位置を保って静止状態に支持されるようになっている。第１鍔部２２には、締結部材３０によって巻芯２１（図４参照）が締結固定されている。なお、図３において、第１鍔部２２と第２鍔部２３とは、略環状の単一部材によって形成されている。   As shown in FIG. 3, the superconducting magnet device according to the first embodiment includes a winding frame 40, a heat transfer member 27, and an electrical insulating member 28. The winding frame 40 has a substantially annular first flange portion 22. A plurality of load supports 25 are fastened and fixed to the upper surface of the first flange 22 by fastening members 29. The other end of each load support 25 is fixed to the vacuum vessel 48 or the like, and the winding frame 40 is supported in a stationary state while maintaining the position of the central axis 10. A winding core 21 (see FIG. 4) is fastened and fixed to the first flange portion 22 by a fastening member 30. In addition, in FIG. 3, the 1st collar part 22 and the 2nd collar part 23 are formed of the substantially cyclic | annular single member.

第１鍔部２２は、径方向に沿って切り欠かれたスリット２６を有している。スリット２６は、円環状の第１鍔部２２について、周方向（符号１１）の形状の連続を断続させている。スリット２６が設けられることによって、励磁電流を変化させた場合に、磁場の変動により生じる渦電流が小さくなる効果が得られるようになっている。そのため、渦電流によるジュール熱の発生を抑制することができ、超電導コイルの温度上昇を低減することができる。   The first flange 22 has a slit 26 cut out along the radial direction. The slit 26 interrupts the continuity of the shape in the circumferential direction (reference numeral 11) with respect to the annular first flange portion 22. By providing the slit 26, an effect of reducing the eddy current caused by the fluctuation of the magnetic field can be obtained when the excitation current is changed. Therefore, the generation of Joule heat due to eddy current can be suppressed, and the temperature rise of the superconducting coil can be reduced.

図４に示すように、第１実施形態に係る超電導磁石装置は、超電導線２４と、冷凍機４６とをさらに備えている。巻枠４０は、詳細には、超電導線２４を捲回可能な円筒状の巻芯２１と、巻芯２１の一端に設けられた第１鍔部２２と、巻芯２１の他端に設けられた第２鍔部２３とを有している。巻芯２１の材料としては、通常、ステンレス等の非磁性体が用いられる。   As shown in FIG. 4, the superconducting magnet device according to the first embodiment further includes a superconducting wire 24 and a refrigerator 46. Specifically, the winding frame 40 is provided on the cylindrical winding core 21 capable of winding the superconducting wire 24, the first flange portion 22 provided at one end of the winding core 21, and the other end of the winding core 21. And a second collar part 23. As the material of the core 21, a nonmagnetic material such as stainless steel is usually used.

超電導線材２４は、巻芯２１の周囲にコイル状に捲回されて超電導コイルを形成している。超電導線２４の材質は、ニオブチタン（ＮｂＴｉ）、ニオブ三スズ（Ｎｂ_３Ｓｎ）等の超電導体であってもよいし、二ホウ化マグネシウム（ＭｇＢ_２）、ビスマス系銅酸化物超電導体（ＢＳＣＣＯ）、希土類系銅酸化物超電導体（ＲＥＢＣＯ）等の高温超電導体であってもよい。 The superconducting wire 24 is wound around the core 21 in a coil shape to form a superconducting coil. The material of the superconducting wire 24 may be a superconductor such as niobium titanium (NbTi) or niobium tritin (Nb ₃ Sn), or magnesium diboride (MgB ₂ ) or a bismuth-based copper oxide superconductor (BSCCO). A high-temperature superconductor such as a rare earth-based copper oxide superconductor (REBCO) may be used.

超電導線２４は、第１鍔部２２と第２鍔部２３との間に挟まれた状態で捲回されている。超電導線２４は、巻芯２１に捲回された状態で絶縁性を有する樹脂に含浸されて成形されたものである。そのため、超電導線２４同士の隙間や、超電導線２４と巻芯２１や第１鍔部２２や第２鍔部２３との間には絶縁性を有する樹脂が密に充填されており、電気的な絶縁が図られると共に、熱伝達性が高められるようになっている。なお、超電導線２４と巻芯２１との間、超電導線２４と第１鍔部２２との間、超電導線２４と第２鍔部２３との間は、シリカ、セラミックス等が介在していない状態である。また、先に述べた樹脂の絶縁性は、対地絶縁を確保するほどの性能は有さずともよく、例えば超電導線２４に塗布されたコーティング材であってもよい。   The superconducting wire 24 is wound in a state of being sandwiched between the first flange portion 22 and the second flange portion 23. The superconducting wire 24 is formed by being impregnated with an insulating resin while being wound around the core 21. Therefore, a gap between the superconducting wires 24 and between the superconducting wire 24 and the core 21, the first flange portion 22, and the second flange portion 23 are densely filled with an insulating resin. Insulation is achieved and heat transfer is enhanced. Note that silica, ceramics, or the like is not interposed between the superconducting wire 24 and the core 21, between the superconducting wire 24 and the first flange portion 22, and between the superconducting wire 24 and the second flange portion 23. It is. In addition, the insulating property of the resin described above does not have to be sufficient to ensure ground insulation. For example, a coating material applied to the superconducting wire 24 may be used.

第１鍔部２２は、図４に示すように、超電導線２４の冷却を行う冷凍機４６と熱的に接続されている。詳細には、第１鍔部２２と冷凍機４６との間が、伝熱部材２７と、電気絶縁部材２８とによって連結されている。なお、本明細書において、熱的に接続されているとは、主として固相における熱伝導や、互いに接触している固相間の熱伝達を介して伝熱可能とされている状態を意味する。本実施形態においては、電気絶縁部材２８が、第１鍔部２２と伝熱部材２７との間に介在している配置が特に採用されている。電気絶縁部材２８の形状は、第１鍔部２２に対する伝熱部材２７の対向面を覆う程度の広さであって、対地絶縁を確保するにあたって必要な沿面距離と厚みを有していればよい。   As shown in FIG. 4, the first flange 22 is thermally connected to a refrigerator 46 that cools the superconducting wire 24. Specifically, the first flange portion 22 and the refrigerator 46 are connected by the heat transfer member 27 and the electrical insulating member 28. In the present specification, being thermally connected mainly means a state in which heat can be transferred through heat conduction in a solid phase or heat transfer between solid phases in contact with each other. . In the present embodiment, an arrangement in which the electrical insulating member 28 is interposed between the first flange portion 22 and the heat transfer member 27 is particularly employed. The shape of the electrical insulating member 28 is wide enough to cover the opposing surface of the heat transfer member 27 with respect to the first flange portion 22, and only needs to have a creepage distance and thickness necessary for ensuring ground insulation. .

伝熱部材２７の一端は、締結部材３１によって第１鍔部２２に締結固定されている。伝熱部材２７の一端と第１鍔部２２との間には、電気絶縁部材２８が挟まれている。締結部材３１は、電気絶縁部材２８を貫通して第１鍔部２２に螺合しており、伝熱部材２７の一端と共に、電気絶縁部材２８を第１鍔部２２に固定している。一方、伝熱部材２７の他端は、締結部材３３によって冷凍機４６に締結固定されている。   One end of the heat transfer member 27 is fastened and fixed to the first flange 22 by a fastening member 31. An electrically insulating member 28 is sandwiched between one end of the heat transfer member 27 and the first flange 22. The fastening member 31 penetrates through the electrical insulating member 28 and is screwed into the first flange 22, and fixes the electrical insulating member 28 to the first flange 22 together with one end of the heat transfer member 27. On the other hand, the other end of the heat transfer member 27 is fastened and fixed to the refrigerator 46 by a fastening member 33.

伝熱部材２７は、一端が冷凍機４６が備える冷却ステージに密接している一方、他端（中心軸１０の側）が電気絶縁部材２８と面接触している。そして、電気絶縁部材２８は、第１鍔部２２と面接触している。すなわち、第１鍔部２２と冷凍機４６とは、伝熱部材２７と電気絶縁部材２８とを介して熱的に接続されている。そのため、冷凍機４６によって、第１鍔部２２が伝導冷却され、巻芯２１及び第２鍔部２３と共に超電導線２４も伝導冷却されるようになっている。   One end of the heat transfer member 27 is in close contact with the cooling stage included in the refrigerator 46, while the other end (the side of the central shaft 10) is in surface contact with the electrical insulating member 28. The electrical insulating member 28 is in surface contact with the first flange portion 22. In other words, the first flange 22 and the refrigerator 46 are thermally connected via the heat transfer member 27 and the electrical insulating member 28. For this reason, the refrigerator 46 conducts and cools the first flange portion 22, and the superconducting wire 24 is also conductively cooled together with the core 21 and the second flange portion 23.

伝熱部材２７は、熱伝導性が良好な材質で形成されている。伝熱部材２７の材質としては、具体的には、純度が９９．９５％以上である無酸素銅又は純度が９９．００％以上である純アルミニウムが好ましい。また、純アルミニウムの純度は、９９．９０％以上であることがより好ましく、９９．９９％以上であることがさらに好ましい。これらの材料は、高い熱伝導率を有しているため、超電導コイルを冷凍機４６によって効果的に伝導冷却することができる。   The heat transfer member 27 is formed of a material having good thermal conductivity. Specifically, the material for the heat transfer member 27 is preferably oxygen-free copper having a purity of 99.95% or higher or pure aluminum having a purity of 99.00% or higher. Further, the purity of pure aluminum is more preferably 99.90% or more, and further preferably 99.99% or more. Since these materials have high thermal conductivity, the superconducting coil can be effectively cooled by the refrigerator 46.

電気絶縁部材２８は、絶縁性と高熱伝導性とを有する材質で形成されている。電気絶縁部材２８の材質としては、具体的には、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、アルミナなどのファインセラミックスが好ましく、窒化アルミニウム又は炭化珪素がより好ましく、窒化アルミニウムが特に好ましい。これらの材料は、低い導電率と良好な熱伝導率とを兼ね備えているため、超電導コイルと冷凍機４６との間について電気的な絶縁を確保しつつ、超電導コイルを冷凍機４６によって効果的に伝導冷却することができる。   The electrical insulating member 28 is formed of a material having insulating properties and high thermal conductivity. Specifically, the material of the electrical insulating member 28 is preferably fine ceramics such as aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, and alumina, more preferably aluminum nitride or silicon carbide, and particularly preferably aluminum nitride. Since these materials have both low electrical conductivity and good thermal conductivity, the superconducting coil is effectively made by the refrigerator 46 while ensuring electrical insulation between the superconducting coil and the refrigerator 46. Conductive cooling can be performed.

電気絶縁部材２８は、適宜の形状に設けることができるが、概略形状を平板状とすることが好ましい。平板のように巻枠４０の第１鍔部２２や伝熱部材２７の平面部に面接触させることが可能な形状とすると、熱伝達を良好にすることができる。なお、電気絶縁部材２８を第１鍔部２２の平面部に面接触させる構造とすることによって、巻芯２１のような曲面部に密接する曲面構造とする場合と比較して、電気絶縁部材２８の加工は容易となる。また、平面部に面接触させる構造によると、電気絶縁部材２８と巻枠４０や伝熱部材２７との熱収縮差に起因して電気絶縁部材２８が剥離したり割れを生じたりする事態を防止することができる。   The electrical insulating member 28 can be provided in an appropriate shape, but the approximate shape is preferably a flat plate shape. When the shape is such that the first flange portion 22 of the winding frame 40 and the flat surface portion of the heat transfer member 27 can be brought into surface contact like a flat plate, heat transfer can be improved. Note that the structure in which the electrical insulating member 28 is in surface contact with the flat surface portion of the first flange portion 22 makes the electrical insulating member 28 in comparison with a curved surface structure in close contact with the curved surface portion such as the core 21. Is easy to process. Moreover, according to the structure which makes a surface contact with a plane part, the situation where the electrical insulation member 28 peels off or causes a crack due to the thermal contraction difference between the electrical insulation member 28 and the winding frame 40 or the heat transfer member 27 is prevented. can do.

締結部材３１は、図４においては、導電性を有する一般的な金属材料で形成されている。締結部材３１と伝熱部材２７との間には、絶縁性を有する絶縁ワッシャ３２が介装されており、絶縁ワッシャ３２によって、第１鍔部２２と伝熱部材２７との間が電気的に絶縁されている。但し、絶縁ワッシャ３２を介装するのに代えて、締結部材３１自体を絶縁性を有する材料で形成してもよい。   In FIG. 4, the fastening member 31 is formed of a general metal material having conductivity. An insulating washer 32 having an insulating property is interposed between the fastening member 31 and the heat transfer member 27, and the insulating washer 32 electrically connects the first flange portion 22 and the heat transfer member 27. Insulated. However, instead of interposing the insulating washer 32, the fastening member 31 itself may be formed of an insulating material.

第１鍔部２２は、図４に示すように、超電導線２４と冷凍機４６との間を熱的に接続している。そのため、第１鍔部２２は、熱伝導性が良好な材質で形成される。第１鍔部２２の材質としては、具体的には、純度が９９．９５％以上である無酸素銅又は純度が９９．００％以上である純アルミニウムが好ましい。また、純アルミニウムの純度は、９９．９０％以上であることがより好ましく、９９．９９％以上であることがさらに好ましい。これらの材料は、高い熱伝導率を有しているため、超電導コイルを冷凍機４６によって効果的に伝導冷却することができる。これに対して、超電導線２４と冷凍機４６との間に介在していない第２鍔部２３については、ステンレス等の通常の非磁性体によって形成することが可能である。   As shown in FIG. 4, the first flange 22 thermally connects the superconducting wire 24 and the refrigerator 46. Therefore, the 1st collar part 22 is formed with a material with favorable heat conductivity. Specifically, the material of the first flange portion 22 is preferably oxygen-free copper having a purity of 99.95% or higher or pure aluminum having a purity of 99.00% or higher. Further, the purity of pure aluminum is more preferably 99.90% or more, and further preferably 99.99% or more. Since these materials have high thermal conductivity, the superconducting coil can be effectively cooled by the refrigerator 46. In contrast, the second flange 23 that is not interposed between the superconducting wire 24 and the refrigerator 46 can be formed of a normal nonmagnetic material such as stainless steel.

図５に示すように、第１実施形態に係る超電導磁石装置は、ダイオード４２と、保護抵抗４３と、放射シールド４７と、真空容器４８とをさらに備えている。超電導線２４は、超電導コイルの励磁を行う際に、励磁電流を給電する電流源４１と電気的に接続される。そして、電流源４１から所定の電流値の励磁電流が通電されることによって超電導コイルが励磁される。   As shown in FIG. 5, the superconducting magnet device according to the first embodiment further includes a diode 42, a protective resistor 43, a radiation shield 47, and a vacuum vessel 48. The superconducting wire 24 is electrically connected to a current source 41 that supplies an exciting current when exciting the superconducting coil. The superconducting coil is excited by energizing an excitation current having a predetermined current value from the current source 41.

超電導線２４、巻枠４０、ダイオード４２、保護抵抗４３及び永久電流スイッチ４４は、外部からの放射熱を遮蔽する放射シールド４７によって、一括して覆われている。放射シールド４７は、冷凍機４６と熱的に接続されており、冷凍機４６によって伝導冷却されるようになっている。また、超電導線２４、巻枠４０、ダイオード４２、保護抵抗４３及び永久電流スイッチ４４は、気密性を有する真空容器４８によって、冷凍機４６や放射シールド４７と共に真空断熱下に格納されている。冷凍機４６、放射シールド４７及び真空容器４８は、基準電位に接地されている。   The superconducting wire 24, the reel 40, the diode 42, the protective resistor 43, and the permanent current switch 44 are collectively covered by a radiation shield 47 that shields radiation heat from the outside. The radiation shield 47 is thermally connected to the refrigerator 46 and is conductively cooled by the refrigerator 46. The superconducting wire 24, the reel 40, the diode 42, the protective resistor 43, and the permanent current switch 44 are housed in a vacuum insulation together with the refrigerator 46 and the radiation shield 47 by a vacuum vessel 48 having airtightness. The refrigerator 46, the radiation shield 47, and the vacuum vessel 48 are grounded to a reference potential.

超電導線２４と永久電流スイッチ４４とは、電流源４１に対して回路上で並列に接続されている。また、保護抵抗４３は、ダイオード４２と回路上で直列に接続されており、保護抵抗４３とダイオード４２の直列回路は、電流源４１に対して回路上で並列に接続されている。保護抵抗４３は、超電導線２４や永久電流スイッチ４４をクエンチ時の発熱による熱損等から保護する抵抗体である。また、ダイオード４２は、励磁電流の通電時に、保護抵抗４３に電流が流れるのを防止している。超電導線２４及び永久電流スイッチ４４は、基準電位に接地されており、ダイオード４２の出力側は、基準電位に接地されている。   The superconducting wire 24 and the permanent current switch 44 are connected to the current source 41 in parallel on the circuit. The protective resistor 43 is connected in series with the diode 42 on the circuit, and the series circuit of the protective resistor 43 and the diode 42 is connected in parallel with the current source 41 on the circuit. The protective resistor 43 is a resistor that protects the superconducting wire 24 and the permanent current switch 44 from heat loss due to heat generation during quenching. The diode 42 prevents a current from flowing through the protective resistor 43 when the exciting current is applied. The superconducting wire 24 and the permanent current switch 44 are grounded to the reference potential, and the output side of the diode 42 is grounded to the reference potential.

巻枠４０は、本実施形態においては、基準電位に接地されると共に、電流源４１に対しては開回路の状態に維持されている。巻枠４０の第１鍔部２２は、良好な熱伝導性を確保する観点から高熱伝導体によって形成されている。そこで、巻枠４０を電流源４１から電気的に絶縁すると共に、電気絶縁部材２８によって伝熱部材２７からも絶縁し、巻枠４０に励磁電流が導通してジュール熱が発生するのを防止している。   In this embodiment, the reel 40 is grounded to a reference potential and is maintained in an open circuit state with respect to the current source 41. The first flange portion 22 of the winding frame 40 is formed of a high thermal conductor from the viewpoint of ensuring good thermal conductivity. Therefore, the winding frame 40 is electrically insulated from the current source 41, and is also insulated from the heat transfer member 27 by the electric insulation member 28, thereby preventing excitation current from being conducted to the winding frame 40 and generating Joule heat. ing.

以上の本実施形態に係る超電導磁石装置によると、超電導コイル（超電導線２４）と巻枠４０との間の伝熱抵抗が抑えられていながら、超電導コイルと冷凍機４６とが、良好な熱伝導性を有する高熱伝導体を介して熱的に接続されているため、励磁速度をより高速に維持した場合においても、交流損失等に起因する温度上昇を良好に低減することが可能である。   According to the superconducting magnet apparatus according to the present embodiment described above, the heat conduction resistance between the superconducting coil (superconducting wire 24) and the winding frame 40 is suppressed, and the superconducting coil and the refrigerator 46 have good heat conduction. Therefore, even when the excitation speed is maintained at a higher speed, it is possible to satisfactorily reduce the temperature rise caused by AC loss and the like.

このような効果を実現する要因を詳細に説明すると次のようになる。
本実施形態の超電導磁石装置は、超電導コイルと巻枠４０との間に対地絶縁の確保を目的とする電気絶縁部材を有さない。対地絶縁は、第１鍔部２２と伝熱部材２７との間に設置される電気絶縁部材２８によって確保され、第１鍔部２２と超電導コイルとの間は例えばモールド樹脂が存在するのみである。ここで、超電導コイルが極低温に冷却されるためには、当然ながら冷凍機４６から超電導コイルまでの伝熱経路上に存在する第１鍔部２２、伝熱部材２７および電気絶縁部材２８も極低温に冷却されなければならない。 The factors for realizing such an effect will be described in detail as follows.
The superconducting magnet device of this embodiment does not have an electrical insulating member for securing ground insulation between the superconducting coil and the winding frame 40. Insulation to the ground is ensured by an electrical insulating member 28 installed between the first flange portion 22 and the heat transfer member 27, and only a molding resin, for example, exists between the first flange portion 22 and the superconducting coil. . Here, in order for the superconducting coil to be cooled to an extremely low temperature, the first flange 22, the heat transfer member 27, and the electrical insulating member 28 existing on the heat transfer path from the refrigerator 46 to the superconducting coil are of course also poles. Must be cooled to low temperature.

本実施形態の超電導磁石装置では、電気絶縁部材２８の形状が、従来のように巻枠鍔部の相似形状であった場合と比較して小さく、したがって冷却されるべき体積量が小さいため、電気絶縁部材２８の冷却に要する時間が短くなる。伝熱部材２７および第１鍔部２２は十分に高い熱伝導率を有するため、結果として、先に述べた伝熱経路における冷却速度は従来よりも高くすることができる。   In the superconducting magnet device of the present embodiment, the shape of the electrical insulating member 28 is smaller than that in the conventional case, which is similar to the shape of the reel portion of the reel, and therefore the volume to be cooled is small. The time required for cooling the insulating member 28 is shortened. Since the heat transfer member 27 and the first flange 22 have sufficiently high thermal conductivity, as a result, the cooling rate in the heat transfer path described above can be made higher than before.

更に本実施形態の超電導磁石装置は、例えば無酸素銅や純アルミニウムで構成された第１鍔部２２を有し、これが超電導コイルと接触するように設置されている。この第１鍔部２２は電気絶縁部材２８と比較して熱伝導率が高いため、超電導コイルに生じる熱を速やかに吸収し、第１鍔部２２の全体に拡散する。拡散した熱量は電気絶縁部材２８および伝熱部材２７を介して吸収され、この際の吸収される速度、すなわち冷却速度は先に述べたように電気絶縁部材２８の体積量の低減によって向上されているため、超電導コイルの冷却を速やかに実現することが可能である。   Furthermore, the superconducting magnet device of the present embodiment has a first flange portion 22 made of, for example, oxygen-free copper or pure aluminum, and is installed so as to be in contact with the superconducting coil. Since the first flange 22 has a higher thermal conductivity than the electrical insulating member 28, it quickly absorbs heat generated in the superconducting coil and diffuses it throughout the first flange 22. The amount of heat diffused is absorbed through the electrical insulating member 28 and the heat transfer member 27, and the absorption speed at this time, that is, the cooling rate is improved by reducing the volume of the electrical insulating member 28 as described above. Therefore, it is possible to quickly realize cooling of the superconducting coil.

また、第１鍔部２２は、超電導コイルが極低温に冷却された後であれば、超電導コイル内に熱が発生したときに速やかにその熱を吸収し、かつその熱容量によって温度上昇を抑制する。結果として超電導磁石装置の動作をより安定的なものとすることができる。   Moreover, if the superconducting coil is cooled to a very low temperature, the first brim portion 22 absorbs the heat quickly when heat is generated in the superconducting coil, and suppresses the temperature rise by the heat capacity. . As a result, the operation of the superconducting magnet device can be made more stable.

また、本実施形態の超電導磁石装置では、第１鍔部２２の平板状の表面に電気絶縁部材２８が配置されるため、例えば両者の間に押圧を印加することも容易にできる。すなわち従来のように巻枠４０、特に巻芯２１の外筒面を覆うような曲面を有する絶縁体を配置する場合と比較して、電気絶縁部材２８と巻枠４０との間における接触熱抵抗を低減し、冷凍機４６から超電導コイルまでの伝熱経路の熱抵抗を小さくすることができる。   Further, in the superconducting magnet device of the present embodiment, since the electrical insulating member 28 is disposed on the flat surface of the first flange portion 22, for example, it is possible to easily apply a pressure between them. That is, compared with the case where the insulator which has a curved surface which covers the winding frame 40, especially the outer cylinder surface of the core 21 is arrange | positioned conventionally, the contact thermal resistance between the electrical insulation member 28 and the winding frame 40 is arrange | positioned. And the thermal resistance of the heat transfer path from the refrigerator 46 to the superconducting coil can be reduced.

以上で説明したように本実施形態の超電導磁石装置において、超電導線２４に発生した熱は、速やかに巻枠４０に伝熱するため、冷凍機４６による伝導冷却が、速い冷却速度で効率的に行われる。よって、励磁速度を維持しながらも超電導コイルの通電による温度上昇を低減することが可能な超電導磁石装置や、それを備える磁気共鳴撮像装置を提供することができる。   As described above, in the superconducting magnet device of the present embodiment, the heat generated in the superconducting wire 24 is quickly transferred to the winding frame 40, so that the conductive cooling by the refrigerator 46 is efficiently performed at a high cooling rate. Done. Therefore, it is possible to provide a superconducting magnet device that can reduce the temperature rise due to energization of the superconducting coil while maintaining the excitation speed, and a magnetic resonance imaging apparatus including the superconducting magnet device.

また、本実施形態においては、電気絶縁部材２８が、第１鍔部２２と伝熱部材２７との間に介在している配置が特に採用されているため、巻枠４０が、冷凍機４６のみならず、伝熱部材２７からも絶縁される。そのため、他部材と接続される可能性がある伝熱部材２７を介した巻枠４０の導通を防止し、巻枠４０の絶縁性の確保が容易となる。   Further, in the present embodiment, an arrangement in which the electrical insulating member 28 is interposed between the first flange portion 22 and the heat transfer member 27 is particularly employed, so that the winding frame 40 is only the refrigerator 46. In addition, it is insulated from the heat transfer member 27. Therefore, conduction of the winding frame 40 through the heat transfer member 27 that may be connected to other members is prevented, and the insulation of the winding frame 40 can be easily ensured.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置について説明する。 [Second Embodiment]
Next, a superconducting magnet device according to a second embodiment of the present invention will be described.

図６は、本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置が備える超電導コイルを示す図である。図６（ａ）は、中心軸１０の方向から視た超電導コイルを示す図、図６（ｂ）は、（ａ）におけるｂ１−ｂ２線の矢視断面図である。また、図７は、本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置における熱的な接続の状態を示す図である。また、図８は、本発明の第２実施形態に係る超電導磁石装置の熱的配置と回路構成の一例を示す図である。
なお、図７では、図６におけるａ１−ａ２線の矢視断面と冷凍機の接続箇所とについて中間部を省略して併せて示している。 FIG. 6 is a diagram showing a superconducting coil provided in the superconducting magnet device according to the second embodiment of the present invention. 6A is a diagram showing the superconducting coil viewed from the direction of the central axis 10, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line b1-b2 in FIG. Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the state of the thermal connection in the superconducting magnet apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. Moreover, FIG. 8 is a figure which shows an example of the thermal arrangement | positioning and circuit structure of the superconducting magnet apparatus which concern on 2nd Embodiment of this invention.
In addition, in FIG. 7, the intermediate part is abbreviate | omitted and shown about the cross-section of the a1-a2 line in FIG.

図６に示すように、第２実施形態に係る超電導磁石装置は、巻枠４０と、伝熱部材２７と、電気絶縁部材２８とを備えている。巻枠４０は、略円環状の鍔部２２（第１鍔部２２）を有している。第１鍔部２２は、図６（ａ）において、複数の部分環状部材２２ｄが環状に連結されることによって形成されている。   As shown in FIG. 6, the superconducting magnet device according to the second embodiment includes a winding frame 40, a heat transfer member 27, and an electrical insulating member 28. The reel 40 has a substantially annular flange 22 (first flange 22). The first flange 22 is formed by connecting a plurality of partial annular members 22d in an annular shape in FIG.

部分環状部材２２ｄは、環状の第１鍔部２２の周方向の一部をそれぞれ構成している。円環を形成した状態に配置されている部分環状部材２２ｄ同士の接面の上方には、図６（ｂ）に示すように、連結部材３４が重ねられている。連結部材３４は、締結部材３５によって各部分環状部材２２ｄに締結固定されており、連結部材３４を介して部分環状部材２２ｄ同士が互いに連結されている。   The partial annular member 22d constitutes a part of the annular first flange portion 22 in the circumferential direction. As shown in FIG. 6B, a connecting member 34 is overlaid on the contact surface between the partial annular members 22d arranged in a state where an annular ring is formed. The connecting members 34 are fastened and fixed to the partial annular members 22 d by fastening members 35, and the partial annular members 22 d are connected to each other via the connecting members 34.

連結部材３４は、熱伝導性が良好な材質で形成される。連結部材３４の材質としては、具体的には、純度が９９．９５％以上である無酸素銅又は純度が９９．００％以上である純アルミニウムが好ましい。また、純アルミニウムの純度は、９９．９０％以上であることがより好ましく、９９．９９％以上であることがさらに好ましい。これらの材料は、高い熱伝導率を有しているため、超電導コイルを冷凍機４６によって効果的に伝導冷却することができる。   The connecting member 34 is formed of a material having good thermal conductivity. Specifically, the material of the connecting member 34 is preferably oxygen-free copper having a purity of 99.95% or more or pure aluminum having a purity of 99.00% or more. Further, the purity of pure aluminum is more preferably 99.90% or more, and further preferably 99.99% or more. Since these materials have high thermal conductivity, the superconducting coil can be effectively cooled by the refrigerator 46.

部分環状部材２２ｄが連結されてなる第１鍔部２２は、連結部材３４を取り外すことによって周方向に分割可能である。そのため、ワインド・アンド・リアクト方式による超電導コイルの製造に好適である。ワインド・アンド・リアクト方式では、Ｎｂ_３ＳｎやＭｇＢ_２等の素線を、巻枠に捲回した状態で熱処理して、超電導体に変態させる。 The first flange portion 22 formed by connecting the partial annular member 22d can be divided in the circumferential direction by removing the connecting member 34. Therefore, it is suitable for the manufacture of a superconducting coil by the wind and react method. In the wind-and-react method, an element wire such as Nb ₃ Sn or MgB ₂ is heat-treated in a state of being wound around a winding frame to transform it into a superconductor.

ワインド・アンド・リアクト方式においては、第１鍔部２２の材料として、熱処理で融点を超えるような材料は使用することができない。つまり、ステンレス等の高融点の材料の巻枠に線材を捲回して熱処理し、熱処理後に伝導冷却に適した高熱伝導体等に置き換える必要がある。そのため、熱処理の前後の巻枠の第１鍔部のそれぞれを分割可能に設けておけば、高熱伝導体からなる第１鍔部２２への換装が容易化され、超電導線２４の巻き崩れ等についても防止することが可能となる。   In the wind-and-react method, a material that exceeds the melting point by heat treatment cannot be used as the material of the first flange portion 22. That is, it is necessary to wind a wire around a winding frame made of a material having a high melting point such as stainless steel and to perform heat treatment, and to replace it with a high thermal conductor suitable for conduction cooling after the heat treatment. Therefore, if each of the first flange portions of the winding frame before and after the heat treatment is provided so as to be split, the replacement to the first flange portion 22 made of a high heat conductor is facilitated, and the superconducting wire 24 is collapsed. Can also be prevented.

図７に示すように、第２実施形態に係る超電導磁石装置は、超電導線２４と、冷凍機４６とをさらに備えている。第１鍔部２２は、超電導線２４の冷却を行う冷凍機４６と熱的に接続されている。詳細には、第１鍔部２２と冷凍機４６との間が、伝熱部材２７と、電気絶縁部材２８とによって連結されている。本実施形態においては、電気絶縁部材２８が、伝熱部材２７と冷凍機４６との間に介在している配置が特に採用されている。   As shown in FIG. 7, the superconducting magnet device according to the second embodiment further includes a superconducting wire 24 and a refrigerator 46. The first flange 22 is thermally connected to a refrigerator 46 that cools the superconducting wire 24. Specifically, the first flange portion 22 and the refrigerator 46 are connected by the heat transfer member 27 and the electrical insulating member 28. In the present embodiment, an arrangement in which the electrical insulating member 28 is interposed between the heat transfer member 27 and the refrigerator 46 is particularly employed.

伝熱部材２７の一端は、締結部材３１によって第１鍔部２２に締結固定されている。一方、伝熱部材２７の他端は、締結部材３３によって冷凍機４６の冷却ステージに締結固定されている。伝熱部材２７の他端と冷凍機４６との間には、電気絶縁部材２８が挟まれている。締結部材３３は、電気絶縁部材２８を貫通して冷凍機４６に螺合しており、伝熱部材２７の他端と共に、電気絶縁部材２８を冷凍機４６に固定している。   One end of the heat transfer member 27 is fastened and fixed to the first flange 22 by a fastening member 31. On the other hand, the other end of the heat transfer member 27 is fastened and fixed to the cooling stage of the refrigerator 46 by a fastening member 33. An electrically insulating member 28 is sandwiched between the other end of the heat transfer member 27 and the refrigerator 46. The fastening member 33 passes through the electrical insulating member 28 and is screwed into the refrigerator 46, and fixes the electrical insulating member 28 to the refrigerator 46 together with the other end of the heat transfer member 27.

伝熱部材２７は、一端が伝熱部材２２に密接している一方、他端が電気絶縁部材２８と面接触している。そして、電気絶縁部材２８は、冷凍機４６の冷却ステージと面接触している。すなわち、第１鍔部２２と冷凍機４６とは、伝熱部材２７と電気絶縁部材２８とを介して熱的に接続されている。そのため、冷凍機４６によって、第１鍔部２２が伝導冷却され、巻芯２１及び第２鍔部２３と共に、超電導線２４も伝導冷却されるようになっている。   One end of the heat transfer member 27 is in close contact with the heat transfer member 22, while the other end is in surface contact with the electrical insulating member 28. The electrical insulating member 28 is in surface contact with the cooling stage of the refrigerator 46. In other words, the first flange 22 and the refrigerator 46 are thermally connected via the heat transfer member 27 and the electrical insulating member 28. For this reason, the refrigerator 46 conducts and cools the first flange portion 22, and the superconducting wire 24 is also conductively cooled together with the core 21 and the second flange portion 23.

締結部材３３は、図７においては、絶縁性を有する材料によって形成されている。そのため、伝熱部材２７と冷凍機４６との間が電気的に絶縁されている。締結部材３３の材質としては、ガラス繊維強化プラスチック（ガラスＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics））、炭素繊維強化プラスチック（カーボンＦＲＰ）等の繊維強化プラスチックが好ましい。但し、絶縁性を有する材料で形成するに代えて、締結部材３３を導電性を有する一般的な金属材料等で形成し、締結部材３３と伝熱部材２７との間に絶縁性を有する絶縁ワッシャ等を介装してもよい。   In FIG. 7, the fastening member 33 is formed of an insulating material. Therefore, the heat transfer member 27 and the refrigerator 46 are electrically insulated. The material of the fastening member 33 is preferably fiber reinforced plastic such as glass fiber reinforced plastic (glass FRP (Fiber Reinforced Plastics)) or carbon fiber reinforced plastic (carbon FRP). However, instead of being formed of an insulating material, the fastening member 33 is formed of a general conductive metal material or the like, and an insulating washer having an insulating property between the fastening member 33 and the heat transfer member 27. Etc. may be interposed.

図８に示すように、第２実施形態に係る超電導磁石装置は、ダイオード４２と、第１保護抵抗４３ａと、第２保護抵抗４３ｂと、放射シールド４７と、真空容器４８とをさらに備えている。超電導線２４は、超電導コイルの励磁を行う際に、励磁電流を給電する電流源４１と電気的に接続される。超電導線２４、巻枠４０、ダイオード４２、第１保護抵抗４３ａ、第２保護抵抗４３ｂ及び永久電流スイッチ４４は、外部からの放射熱を遮蔽する放射シールド４７によって、一括して覆われている。放射シールド４７は、冷凍機４６と熱的に接続されており、冷凍機４６によって伝導冷却されるようになっている。   As shown in FIG. 8, the superconducting magnet device according to the second embodiment further includes a diode 42, a first protection resistor 43a, a second protection resistor 43b, a radiation shield 47, and a vacuum vessel 48. . The superconducting wire 24 is electrically connected to a current source 41 that supplies an exciting current when exciting the superconducting coil. The superconducting wire 24, the reel 40, the diode 42, the first protection resistor 43a, the second protection resistor 43b, and the permanent current switch 44 are collectively covered with a radiation shield 47 that shields radiation heat from the outside. The radiation shield 47 is thermally connected to the refrigerator 46 and is conductively cooled by the refrigerator 46.

巻枠４０は、本実施形態において、保護抵抗４３及びダイオード４２と回路上で直列に接続されており、巻枠４０とダイオード４２と保護抵抗４３の直列回路は、電流源４１や超電導線２４に対して回路上で並列に接続されている。第１保護抵抗４３ａは、巻枠４０と電流源４１との間に、第２保護抵抗４３ｂは、巻枠４０とダイオード４２との間にそれぞれ接続されている。そして、ダイオード４２の出力側は、基準電位に接地されている。   In this embodiment, the reel 40 is connected in series with the protective resistor 43 and the diode 42 on the circuit, and the series circuit of the reel 40, the diode 42, and the protective resistor 43 is connected to the current source 41 and the superconducting wire 24. On the other hand, they are connected in parallel on the circuit. The first protection resistor 43 a is connected between the winding frame 40 and the current source 41, and the second protection resistor 43 b is connected between the winding frame 40 and the diode 42. The output side of the diode 42 is grounded to the reference potential.

第１保護抵抗４３ａ及び第２保護抵抗４３ｂは、クエンチ時等に発生する過大電流が、超電導線２４や永久電流スイッチ４４から巻枠４０に導通するのを許容し、電流を熱エネルギに変換して超電導線２４等を熱損等から保護している。   The first protection resistor 43a and the second protection resistor 43b allow an excessive current generated at the time of quenching or the like to be conducted from the superconducting wire 24 or the permanent current switch 44 to the reel 40, and convert the current into heat energy. Thus, the superconducting wire 24 and the like are protected from heat loss and the like.

例えば、巻枠４０の第１鍔部２２を伝熱部材２７等を介して保護抵抗４３ａ，４３ｂと電気的に接続しておくことによって、クエンチによる大電流を第１鍔部２２と伝熱部材２７とを介して外部回路に逃がしたり、熱的に接続させた冷凍機４６によって発熱を伝導冷却することが可能である。本実施形態においては、超電導線２４や永久電流スイッチ４４に対してと共に、巻枠４０に対しても並列な保護抵抗４３（図５参照）を設ける必要が必ずしも無いため、回路構成がコンパクトされる点においても有利である。   For example, by electrically connecting the first flange portion 22 of the winding frame 40 to the protective resistors 43a and 43b via the heat transfer member 27 and the like, a large current due to quenching can be generated from the first flange portion 22 and the heat transfer member. It is possible to conduct and cool the heat generated by the refrigerator 46 that escapes to an external circuit through the heat exchanger 27 or is thermally connected. In the present embodiment, it is not always necessary to provide the protective resistance 43 (see FIG. 5) in parallel with the winding frame 40 as well as the superconducting wire 24 and the permanent current switch 44, so that the circuit configuration is made compact. This is also advantageous.

以上の本実施形態に係る超電導磁石装置によると、超電導コイル（超電導線２４）と巻枠４０との間の伝熱抵抗が抑えられていながら、超電導コイルと冷凍機４６とが、良好な熱伝導性を有する高熱伝導体を介して熱的に接続されているため、励磁速度をより高速に維持した場合においても、交流損失等に起因する温度上昇を良好に低減することが可能である。超電導線２４に発生した熱は、前記の実施形態と同様に速やかに巻枠４０に伝熱するため、冷凍機４６による伝導冷却が、速い冷却速度で効率的に行われる。よって、励磁速度を維持しながらも超電導コイルの通電による温度上昇を低減することが可能な超電導磁石装置や、それを備える磁気共鳴撮像装置を提供することができる。   According to the superconducting magnet apparatus according to the present embodiment described above, the heat conduction resistance between the superconducting coil (superconducting wire 24) and the winding frame 40 is suppressed, and the superconducting coil and the refrigerator 46 have good heat conduction. Therefore, even when the excitation speed is maintained at a higher speed, it is possible to satisfactorily reduce the temperature rise caused by AC loss and the like. Since the heat generated in the superconducting wire 24 is quickly transferred to the winding frame 40 as in the above-described embodiment, the conductive cooling by the refrigerator 46 is efficiently performed at a high cooling rate. Therefore, it is possible to provide a superconducting magnet device that can reduce the temperature rise due to energization of the superconducting coil while maintaining the excitation speed, and a magnetic resonance imaging apparatus including the superconducting magnet device.

また、本実施形態においては、電気絶縁部材２８が、伝熱部材２７と冷凍機４６との間に介在している配置が採用されているため、超電導コイルと冷凍機４６との絶縁が確保されているにも拘らず、超電導コイル（超電導線２４）や巻枠４０と伝熱部材２７との間については導通可能になっている。そのため、伝熱部材２７を保護抵抗４３等と電気的に接続する構成を取り得る点で有利となる。   In the present embodiment, since the electric insulation member 28 is disposed between the heat transfer member 27 and the refrigerator 46, insulation between the superconducting coil and the refrigerator 46 is ensured. Nevertheless, the superconducting coil (superconducting wire 24) and the winding frame 40 and the heat transfer member 27 can be electrically connected. Therefore, it is advantageous in that a configuration in which the heat transfer member 27 is electrically connected to the protective resistor 43 or the like can be taken.

なお、以上の超電導磁石装置及び磁気共鳴撮像装置の構成は、本発明の作用効果を妨げない限り種々の構成に置換、変更等することが可能である。   The above-described configurations of the superconducting magnet device and the magnetic resonance imaging device can be replaced or changed to various configurations as long as the effects of the present invention are not hindered.

例えば、前記の超電導磁石装置においては、冷凍機４６が第１鍔部２２に対して固定されているが、第２鍔部２３に対して固定されていてもよいし、第１鍔部２２及び第２鍔部２３の両方に対して固定されていてもよい。両方に固定した場合、伝導冷却の冷却速度をより高速化させることができる。電気絶縁部材２８を介在させる位置は、伝熱部材２７を複数部材で構成し、それらが連結される中間部等としてもよい。伝熱部材２７は、剛性を有する平板状等に設けてもよいし、全部又は一部を高熱伝導体の細線からなる網状に設け、柔軟性を持たせてもよい。   For example, in the superconducting magnet device, the refrigerator 46 is fixed with respect to the first flange part 22, but may be fixed with respect to the second flange part 23, It may be fixed to both of the second flange parts 23. When fixed to both, the cooling rate of conduction cooling can be further increased. The position where the electrical insulating member 28 is interposed may be the intermediate portion or the like in which the heat transfer member 27 is composed of a plurality of members and connected. The heat transfer member 27 may be provided in a flat plate shape or the like having rigidity, or may be provided entirely or partially in a net shape made of a thin line of a high heat conductor so as to have flexibility.

また、前記の超電導磁石装置においては、巻枠４０が巻芯２１と第１鍔部２２と第２鍔部２３とが接合されることによって形成されているが、材質を一致させる範囲で一体的に成形してもよい。分割式の鍔部については、電気絶縁部材２８を介在させる位置に関わらず採用することができる。例えば、冷凍機に固定される鍔部に採用してもよいし、冷凍機に固定されない側の鍔部に採用してもよい。巻枠４０及び伝熱部材２７の形状や、部分環状部材２２ｄ及び連結部材３４の形状や個数については、適宜のものとすることが可能である。   In the superconducting magnet device, the winding frame 40 is formed by joining the core 21, the first flange portion 22, and the second flange portion 23. You may shape | mold. The split collar can be employed regardless of the position where the electrical insulating member 28 is interposed. For example, you may employ | adopt for the collar part fixed to a refrigerator, and may employ | adopt for the collar part of the side which is not fixed to a refrigerator. The shape of the winding frame 40 and the heat transfer member 27, and the shape and number of the partial annular member 22d and the connecting member 34 can be set appropriately.

また、磁気共鳴撮像装置の構成は、前記の垂直磁場方式の磁気共鳴撮像装置１の構成に限定されない。例えば、水平磁場方式の磁気共鳴撮像装置１Ａに本発明を適用することも可能である。また、磁気共鳴撮像装置における、超電導コイルの配置、個数は、適宜のものとすることができるし、超電導主コイルの他、超電導シールドコイル等に適用してもよい。また、荷重支持体２５の形態は、超電導コイルの支持方法、水平又は垂直の磁場方式等に応じて適宜の形態とすることができる。また、前記の回路の構成については、電気絶縁部材２８を介在させる位置に関わらず採用することができる。回路構成は、例えば、保護回路４３を放射シールド４７又は真空容器４８の外側に配置する等の種々の変更が可能である。   The configuration of the magnetic resonance imaging apparatus is not limited to the configuration of the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the vertical magnetic field type. For example, it is possible to apply the present invention to a horizontal magnetic field type magnetic resonance imaging apparatus 1A. Further, the arrangement and the number of superconducting coils in the magnetic resonance imaging apparatus can be set appropriately, and may be applied to a superconducting shield coil or the like in addition to the superconducting main coil. Moreover, the form of the load support body 25 can be made into a suitable form according to the support method of a superconducting coil, a horizontal or vertical magnetic field system, etc. Further, the circuit configuration described above can be adopted regardless of the position where the electrical insulating member 28 is interposed. Various changes can be made to the circuit configuration, for example, the protection circuit 43 is arranged outside the radiation shield 47 or the vacuum vessel 48.

１，１Ａ 磁気共鳴撮像装置
２，２Ａ 超電導磁石装置
８ 寝台
７ 制御部
２１ 巻芯
２２ 第１鍔部
２３ 第２鍔部２３
２４ 超電導線
２７ 伝熱部材
２８ 電気絶縁部材
４０ 巻枠
４６ 冷凍機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Magnetic resonance imaging device 2,2A Superconducting magnet apparatus 8 Bed 7 Control part 21 Core 22 First collar part 23 Second collar part 23
24 Superconducting wire 27 Heat transfer member 28 Electrical insulation member 40 Reel 46 Refrigerator

Claims (14)

巻芯、前記巻芯の一端に設けられた第１鍔部、及び、前記巻芯の他端に設けられた第２鍔部を有する巻枠と、
前記巻芯に捲回された超電導線と、
前記超電導線の冷却を行う冷凍機と、
前記第１鍔部又は前記第２鍔部と前記冷凍機との間を熱的に接続する伝熱部材と、
前記第１鍔部及び前記第２鍔部のうち前記伝熱部材に熱的に接続されている前記鍔部と前記冷凍機との間を絶縁する電気絶縁部材とを備えることを特徴とする超電導磁石装置。 A winding core having a winding core, a first flange provided at one end of the winding core, and a second flange provided at the other end of the winding;
A superconducting wire wound around the core;
A refrigerator for cooling the superconducting wire;
A heat transfer member that thermally connects the first brim part or the second brim part and the refrigerator;
A superconductivity comprising: an electrical insulation member that insulates between the refrigerator and the flange that is thermally connected to the heat transfer member among the first flange and the second flange. Magnet device. 前記第１鍔部及び前記第２鍔部のうちの少なくとも一方が、径方向に沿って切り欠かれたスリットを有することを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   2. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein at least one of the first flange portion and the second flange portion has a slit cut out along a radial direction. 前記第１鍔部及び前記第２鍔部のうちの少なくとも一方が、複数の部分環状部材が環状に連結されてなり、周方向に分割可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The at least one of the first collar part and the second collar part includes a plurality of partial annular members connected in an annular shape, and is provided so as to be divided in the circumferential direction. The superconducting magnet device described. 前記第１鍔部及び前記第２鍔部のうちの少なくとも一方が、無酸素銅又は純アルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   2. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein at least one of the first flange portion and the second flange portion is oxygen-free copper or pure aluminum. 前記伝熱部材が、無酸素銅又は純アルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the heat transfer member is oxygen-free copper or pure aluminum. 前記電気絶縁部材が、前記第１鍔部又は前記第２鍔部と前記伝熱部材との間に介在していることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet apparatus according to claim 1, wherein the electrical insulating member is interposed between the first flange portion or the second flange portion and the heat transfer member. 前記電気絶縁部材が、前記伝熱部材と前記冷凍機との間に介在していることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the electrical insulating member is interposed between the heat transfer member and the refrigerator. 前記電気絶縁部材が、絶縁性と高熱伝導性とを有するファインセラミックスであることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the electrical insulating member is a fine ceramic having insulating properties and high thermal conductivity. 前記電気絶縁部材の熱伝導率が、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the electrical insulation member has a thermal conductivity of 10 W / (m · K) or more. 前記電気絶縁部材が、窒化アルミニウム又は炭化珪素であることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the electrical insulating member is aluminum nitride or silicon carbide. 前記巻枠が、基準電位に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet apparatus according to claim 1, wherein the winding frame is grounded to a reference potential. 前記巻枠が、前記超電導線に対して回路上で並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石装置。   The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the winding frame is connected in parallel on the circuit to the superconducting wire. 前記巻枠が、保護抵抗に対して回路上で直列に接続されており、前記巻枠と前記保護抵抗の直列回路が前記超電導線に対して回路上で並列に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の超電導磁石装置。   The reel is connected in series on the circuit to the protective resistor, and the series circuit of the reel and the protective resistor is connected in parallel on the circuit to the superconducting wire. The superconducting magnet device according to claim 12. 請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の超電導磁石装置を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。   A magnetic resonance imaging apparatus comprising the superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 13.

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