超导磁体装置
阅读：291发布：2020-05-12
专利汇可以提供超导磁体装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的超导磁体装置包括：超 导线 圈； 真空 容器；制冷机，包含第一冷却头、第二冷却头及被安装部；工作介质流路，包含第一热交换部、第二热交换部及第三热交换部； 热交换器 ，使被第一冷却头冷却后的工作介质与冷却了超导线圈后的工作介质进行热交换；热交换器迂回流路，使气相的工作介质从工作介质流路中位于第三热交换部与热交换器之间的部位导出到真空容器外。由此，能够缩短使超导线圈冷却至该超导线圈成为超导状态所需的预冷时间。，下面是超导磁体装置专利的具体信息内容。
1.一种超导磁体装置，其特征在于包括：
超导线圈；
真空容器，收容所述超导线圈；
制冷机，包含第一冷却头、能够到达比所述第一冷却头所能够到达的温度更低的温度的第二冷却头、以及在所述第一冷却头及所述第二冷却头位于所述真空容器内的状态下被安装于所述真空容器的被安装部；
辐射屏蔽，在所述真空容器内覆盖所述超导线圈并且与所述第一冷却头热连接，而且在该辐射屏蔽内设置有所述第二冷却头；
工作介质流路，包含与所述第一冷却头热接触的第一热交换部、与所述第二冷却头热接触的第二热交换部、以及与所述超导线圈热接触的第三热交换部，让气相的工作介质按所述第一热交换部、所述第二热交换部及所述第三热交换部的顺序流动以便该气相的工作介质在所述第一热交换部从所述第一冷却头接受冷能，在所述第二热交换部从所述第二冷却头进一步接受冷能，并且在所述第三热交换部将所接受的冷能赋予给所述超导线圈；
热交换器，设置在所述辐射屏蔽内，使被所述第一冷却头冷却后的工作介质与冷却了所述超导线圈后的工作介质进行热交换；
热交换器迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述辐射屏蔽内的所述第三热交换部与所述热交换器之间的部位绕过所述热交换器而导出到所述真空容器外。
2.根据权利要求1所述的超导磁体装置，其特征在于还包括：
泵，设置在所述真空容器外，将流出到所述真空容器外的气相的工作介质通过所述工作介质流路送给所述第一热交换部。
3.根据权利要求2所述的超导磁体装置，其特征在于：
所述热交换器迂回流路的下游侧的端部连接于所述工作介质流路中位于所述真空容器的外侧且所述泵的上游侧的部位，
所述热交换器迂回流路具有在所述真空容器外对所述工作介质进行加热的加热部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的超导磁体装置，其特征在于还包括：
冷却流路，包含与所述辐射屏蔽热接触的冷却部，用于冷却所述辐射屏蔽；其中，所述冷却流路使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述辐射屏蔽内且位于所述第一热交换部与所述热交换器之间的部位经由所述冷却部而导出到所述真空容器外。
5.根据权利要求4所述的超导磁体装置，其特征在于还包括：
另一热交换器，设于所述真空容器与所述辐射屏蔽之间，使流入所述第一热交换部之前的工作介质与通过所述冷却部后的工作介质进行热交换。
6.根据权利要求1所述的超导磁体装置，其特征在于还包括：
切换部，在所述超导线圈的温度大于基准值时进行预冷运转，该预冷运转是让所述气相的工作介质按所述第一热交换部、所述热交换器、所述第二热交换部、所述第三热交换部及所述热交换器迂回流路的顺序流动的运转，该切换部在所述超导线圈的温度为所述基准值以下时使所述预冷运转切换到稳态运转，该稳态运转是让所述气相的工作介质按所述第一热交换部、所述热交换器、所述第二热交换部、所述第三热交换部及所述热交换器的顺序流动的运转。
超导磁体装置
技术领域
[0001] 本发明涉及超导磁体装置。
背景技术
[0002] 以往已知有如下的超导磁体装置：利用制冷机通过气相的工作介质(氦气等)来冷却超导线圈，从而能够使该超导线圈处于超导状态。例如，日本专利公开公报特开2015-12193号(以下称作专利文献1)中公开了一种超导磁体装置，该装置包括：超导线圈；收容超导线圈的真空容器；安装于真空容器的GM制冷机；设置在真空容器外并且压缩气相的工作介质(气体)的气体循环压缩机；让气体循环的第一配管；设于第一配管的热交换器。GM制冷机具有第一冷却头和第二冷却头。第一配管与第一冷却头、第二冷却头以及超导线圈分别热接触。热交换器使被第一冷却头冷却后的工作介质与冷却了超导线圈后的工作介质进行热交换，所述被第一冷却头冷却后的工作介质是在第一配管中在第一冷却头与第二冷却头之间的部位流动的工作介质，所述冷却了超导线圈后的工作介质是在第一配管中在超导线圈与气体循环压缩机之间的部位流动的工作介质。
[0003] 该超导磁体装置中，气相的工作介质在第一配管内循环，从而使超导线圈维持于超导状态。具体而言，超导线圈通过被制冷机的各冷却头冷却后的工作介质而被冷却。冷却了超导线圈后的工作介质在热交换器被加热。因此，位于真空容器外的气体循环压缩机中，便流入具有常温或接近常温的温度的工作介质。
[0004] 然而，对于专利文献1所记载的超导磁体装置存在着如下的需求，即，希望缩短使超导线圈从例如室温等温度冷却至该超导线圈成为超导状态的温度所需的初期预冷时间。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种如下的超导磁体装置：能够缩短使超导线圈冷却至该超导线圈成为超导状态所需的预冷时间。
[0006] 本发明所涉及的超导磁体装置包括：超导线圈；真空容器，收容所述超导线圈；制冷机，包含第一冷却头、能够到达比所述第一冷却头所能够到达的温度更低的温度的第二冷却头、以及在所述第一冷却头及所述第二冷却头位于所述真空容器内的状态下被安装于所述真空容器的被安装部；工作介质流路，包含与所述第一冷却头热接触的第一热交换部、与所述第二冷却头热接触的第二热交换部、以及与所述超导线圈热接触的第三热交换部，让气相的工作介质按所述第一热交换部、所述第二热交换部及所述第三热交换部的顺序流动；热交换器，使被所述第一冷却头冷却后的工作介质与冷却了所述超导线圈后的工作介质进行热交换；热交换器迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述第三热交换部与所述热交换器之间的部位导出到所述真空容器外。
[0008] 图1是表示本发明的一实施方式的超导磁体装置的简略剖视图。
[0009] 图2是表示图1所示的超导磁体装置的稳态运转时的工作介质的流动的图。
[0010] 图3是表示图1所示的超导磁体装置的预冷运转时的工作介质的流动的图。
[0011] 图4是表示图1所示的超导磁体装置的制冷机升温运转时的工作介质的流动的图。
具体实施方式
[0012] 以下，参照图1至图4来说明本发明的一实施方式的超导磁体装置。
[0013] 如图1所示，超导磁体装置1包括：超导线圈10；辐射屏蔽12；真空容器14；制冷机20；工作介质流路30；泵40；第一热交换器41及第二热交换器42；热交换器迂回流路54；线圈迂回流路56；切换部60。
[0014] 超导线圈10是将由超导体(超导物质)形成的线材卷绕于线圈架而得到的线圈。
[0017] 制冷机20通过气相的工作介质来冷却超导线圈10。制冷机20具有第一冷却头(cooling stage)21、第二冷却头22及被安装部23。
[0018] 第一冷却头21与辐射屏蔽12热连接。第一冷却头21能够到达第一最低到达温度(40K至70K程度)。
[0019] 第二冷却头22位于辐射屏蔽12内。第二冷却头22能够到达低于第一最低到达温度的第二最低到达温度(4K程度)。
[0020] 被安装部23在第一冷却头21及第二冷却头22位于真空容器14内的状态下以能够相对于真空容器14装卸自如的方式而被安装于该真空容器14。
[0021] 工作介质流路30是让气相的工作介质(氦气或氢气等)流动的流路。本实施方式中，工作介质流路30具有让气相的工作介质在真空容器14内及真空容器14外进行循环的形状。工作介质流路30具有第一热交换部31、第二热交换部32及第三热交换部33。第一热交换部31与第一冷却头21热接触。第二热交换部32与第二冷却头22热接触。第三热交换部33与超导线圈10热接触。即，第一热交换部31和第二热交换部32构成与制冷机20热接触的“制冷机热交换部”，第三热交换部33构成与超导线圈10热接触的“线圈热交换部”。本实施方式中，采用氦气作为气相的工作介质。
[0022] 在工作介质流路30中位于真空容器14外的部位设有将流出到真空容器14外的氦气通过工作介质流路30送往第一热交换部31的泵40。在工作介质流路30中位于真空容器14外且泵40的下游侧的部位设有能够调节开度的第一开闭阀V1、第一流量传感器F1以及安全阀RV。在工作介质流路30中位于真空容器14外且泵40的上游侧的部位设有能够调节开度的第二开闭阀V2、第二流量传感器F2。
[0023] 第一热交换器41设于辐射屏蔽12内。第一热交换器41使在第一热交换部31被第一冷却头21冷却后且在第二热交换部32被第二冷却头22冷却前的氦气与在第三热交换部33冷却了超导线圈10后的氦气进行热交换。
[0024] 第二热交换器42设于真空容器14内而且位于辐射屏蔽12外。第二热交换器42使流入第一热交换部31之前的氦气与通过第一热交换器41后的氦气进行热交换。
[0025] 本实施方式中，超导磁体装置1具有用于冷却辐射屏蔽12的冷却流路52。冷却流路52连接于工作介质流路30。具体而言，冷却流路52的上游侧的端部连接于工作介质流路30中位于第一热交换部31的下游侧且第一热交换器41的上游侧的部位。冷却流路52的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。冷却流路
52具有与辐射屏蔽12热接触的冷却部53。因此，辐射屏蔽12在冷却部53基于从氦气接受的冷能(cold energy)而被冷却，该冷能是氦气在第一热交换部31从第一冷却头21接受的冷能。该冷却流路52通过第二热交换器42内部。因此，从真空容器14外通过工作介质流路30而流往第一热交换部31的氦气便在第二热交换器42被流过冷却流路52的氦气冷却。在冷却流路52中位于真空容器14外的部位设有能够调节开度的第三开闭阀V3、第三流量传感器F3。
由此，在冷却流路52中流动的氦气的流量基于第一流量传感器F1至第三流量传感器F3的检测值并且通过调节第一开闭阀V1、第二开闭阀V2及第三开闭阀V3各自的开度而被调节。
52具有与辐射屏蔽12热接触的冷却部53。因此，辐射屏蔽12在冷却部53基于从氦气接受的冷能(cold energy)而被冷却，该冷能是氦气在第一热交换部31从第一冷却头21接受的冷能。该冷却流路52通过第二热交换器42内部。因此，从真空容器14外通过工作介质流路30而流往第一热交换部31的氦气便在第二热交换器42被流过冷却流路52的氦气冷却。在冷却流路52中位于真空容器14外的部位设有能够调节开度的第三开闭阀V3、第三流量传感器F3。
由此，在冷却流路52中流动的氦气的流量基于第一流量传感器F1至第三流量传感器F3的检测值并且通过调节第一开闭阀V1、第二开闭阀V2及第三开闭阀V3各自的开度而被调节。
[0026] 热交换器迂回流路54是在超导线圈10的预冷时被利用的流路。该热交换器迂回流路54是使通过第三热交换部33后的氦气绕过热交换器41、42的流路。具体而言，热交换器迂回流路54是使氦气从工作介质流路30中位于第三热交换部33与第一热交换器41之间的部位导出到真空容器14外的流路。热交换器迂回流路54的上游侧的端部连接于工作介质流路30中位于第三热交换部33的下游侧且第一热交换器41的上游侧的部位。热交换器迂回流路
54的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。热交换器迂回流路54具有在真空容器14外对氦气进行加热的加热部55。在热交换器迂回流路54中位于真空容器14外且加热部55的下游侧的部位设有能够调节开度的第四开闭阀V4、第四流量传感器F4。
54的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。热交换器迂回流路54具有在真空容器14外对氦气进行加热的加热部55。在热交换器迂回流路54中位于真空容器14外且加热部55的下游侧的部位设有能够调节开度的第四开闭阀V4、第四流量传感器F4。
[0027] 线圈迂回流路56是进行制冷机20的维护时被利用的流路。该线圈迂回流路56是使通过第二热交换部32后的氦气绕过第三热交换部33的流路。具体而言，线圈迂回流路56是使氦气从工作介质流路30中位于第二热交换部32与第三热交换部33之间的部位导出到真空容器14外的流路。线圈迂回流路56的上游侧的端部连接于工作介质流路30中位于第二热交换部32与第三热交换部33之间的部位。线圈迂回流路56的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。线圈迂回流路56具有在真空容器14外对氦气进行加热的加热部57。在线圈迂回流路56中位于真空容器14外且加热部57的下游侧的部位设有能够调节开度的第五开闭阀V5、第五流量传感器F5。
[0028] 此处，对上面所说明的超导磁体装置1的稳态运转时的运作进行说明。在稳态运转下，第一开闭阀V1、第二开闭阀V2及第三开闭阀V3被打开，第四开闭阀V4及第五开闭阀V5被关闭，超导线圈10被通电，制冷机20及泵40被驱动。在该稳态运转下，如图2所示，从泵40排出的氦气的一部分在工作介质流路30中循环，而从泵40排出的氦气的其余部分经由冷却流路52而在工作介质流路30中循环。即，所述氦气的一部分按第二热交换器42、第一热交换部31、第一热交换器41、第二热交换部32、第三热交换部33、第一热交换器41及第二热交换器
42这一顺序而在其中流动，所述氦气的其余部分按第二热交换器42、第一热交换部31、冷却部53及第二热交换器42这一顺序而在其中流动。
42这一顺序而在其中流动，所述氦气的其余部分按第二热交换器42、第一热交换部31、冷却部53及第二热交换器42这一顺序而在其中流动。
[0029] 所述氦气的一部分在第一热交换部31从第一冷却头21接受冷能后，在第二热交换部32从第二冷却头22进一步接受冷能，并且在第三热交换部33将所接受的冷能赋予超导线圈10。由此，超导线圈10被冷却。这样，超导线圈10被维持于超导状态。通过第三热交换部33后的氦气在第一热交换器41及第二热交换器42被流往第三热交换部33的氦气加热。由此，通过第二热交换器42后的氦气的温度便成为能够让泵40稳定地进行驱动的温度(例如常温程度)。由此，泵40的驱动稳定。
[0030] 所述氦气的其余部分在第一热交换部31从第一冷却头21接受冷能后，在冷却部53将该冷能赋予辐射屏蔽12。由此，辐射屏蔽12被冷却。因此，与辐射屏蔽12仅由第一冷却头21冷却的情形相比，能够更有效地冷却辐射屏蔽12。通过冷却部53后的氦气在第二热交换器42被流往第一热交换部31的氦气加热。由此，通过第二热交换器42后的氦气的温度便成为能够让泵40稳定地进行驱动的温度(例如常温程度)。
[0031] 在该稳态运转下，如上所述，在冷却流路52中流动的氦气的流量基于第一流量传感器F1至第三流量传感器F3的检测值并且通过调节第一开闭阀V1、第二开闭阀V2及第三开闭阀V3各自的开度而被调节。
[0032] 下面，说明切换部60。切换部60进行如下的操作：使运转从预冷运转切换到稳态运转的操作；使运转从稳态运转切换到制冷机升温运转的操作。预冷运转是为了使超导线圈10成为超导状态而从例如常温开始冷却该超导线圈10的运转。制冷机升温运转是对制冷机
20进行维护时使制冷机20升温的运转。
20进行维护时使制冷机20升温的运转。
[0033] 首先，说明预冷运转。在预冷运转下，第一开闭阀V1、第三开闭阀V3及第四开闭阀V4被打开，第二开闭阀V2及第五开闭阀V5被关闭，制冷机20及泵40被驱动。在该预冷运转下，如图3所示，从泵40排出的氦气的一部分经由热交换器迂回流路54而在工作介质流路30中循环，而从泵40排出的氦气的其余部分经由冷却流路52而在工作介质流路30中循环。即，所述氦气的一部分按第二热交换器42、第一热交换部31、第一热交换器41、第二热交换部32、第三热交换部33及加热部55这一顺序而在其中流动，所述氦气的其余部分按第二热交换器42、第一热交换部31、冷却部53及第二热交换器42这一顺序而在其中流动。
[0034] 所述氦气的一部分在第一热交换部31从第一冷却头21接受冷能后，在第二热交换部32从第二冷却头22进一步接受冷能，并且在第三热交换部33将所接受的冷能赋予超导线圈10。由此，超导线圈10被冷却。在该预冷运转下，与稳态运转不同的是通过第三热交换部33后的氦气经由热交换器迂回流路54绕过第一热交换器41及第二热交换器42而返回到泵
40。因此，能够避免从第一热交换部31流往第二热交换部32的氦气在第一热交换器41被通过第三热交换部33后的氦气加热。换言之，能够避免氦气从第一冷却头21接受的冷能在赋予超导线圈10之前遭受损失的情况。由此，能够将从各冷却头21、22获得的冷能有效地赋予超导线圈10，从而能够缩短超导线圈10的预冷时间。
40。因此，能够避免从第一热交换部31流往第二热交换部32的氦气在第一热交换器41被通过第三热交换部33后的氦气加热。换言之，能够避免氦气从第一冷却头21接受的冷能在赋予超导线圈10之前遭受损失的情况。由此，能够将从各冷却头21、22获得的冷能有效地赋予超导线圈10，从而能够缩短超导线圈10的预冷时间。
[0035] 流入热交换器迂回流路54的氦气在加热部55被加热。由此，通过加热部55后的氦气的温度便成为能够使泵40稳定地进行驱动的温度(例如常温程度)。
[0036] 在该预冷运转下，氦气的体积随着超导线圈10的冷却的进行而减少。当工作介质流路30的压力低于阈值时，便从存积有氦气的存积容器71经由补充流路72而将氦气补充到工作介质流路30，直至工作介质流路30的压力达到所述阈值以上为止。工作介质流路30的压力通过设于工作介质流路30中位于泵40上游侧的部位的压力传感器73而被测出。氦气的对工作介质流路30的补充也可以根据压力传感器73的检测值以手动来进行，在存积容器71附带有压力调节器的情况下也可以通过该压力调节器来进行。
[0037] 预冷运转完成后，亦即超导线圈10的温度达到基准值(临界温度)后，切换部60进行从预冷运转切换到稳态运转(氦气通过第三热交换部33后，经由第一热交换器41及第二热交换器42而返回到泵40的运转)的操作。具体而言，在超导线圈10的温度达到基准值后，切换部60使第四开闭阀V4关闭并且使第三开闭阀V3打开，超导线圈10被通电。超导线圈10的温度通过设于超导线圈10的温度传感器63而被测出。
[0038] 接着，说明制冷机升温运转。该制冷机升温运转在制冷机20的维护时进行。在制冷机升温运转下，第一开闭阀V1及第五开闭阀V5被打开，第二开闭阀V2、第三开闭阀V3及第四开闭阀V4被关闭，泵40被驱动，制冷机20被停止。在该制冷机升温运转下，如图4所示，从泵40排出的氦气经由线圈迂回流路56而在工作介质流路30中循环。即，氦气按第二热交换器
42、第一热交换部31、第一热交换器41、第二热交换部32及加热部57这一顺序而在其中流动。此时，流入真空容器14内的常温程度的氦气在第一热交换部31将第一冷却头21加热，之后，在第二热交换部32将第二冷却头22加热。由此，制冷机20迅速地升温。在制冷机升温运转下，由于制冷机20停止，因此通过第二热交换部32后的氦气的温度高于超导线圈10的临界温度，不过，该氦气不经由与超导线圈10热接触的第三热交换部33而流入到线圈迂回流路56。因此，能够避免加热制冷机20后的氦气的对超导线圈10的加热。即，在本实施方式的制冷机升温运转下，既能够抑制超导线圈10的温度上升又能够使制冷机20的温度迅速上升。
42、第一热交换部31、第一热交换器41、第二热交换部32及加热部57这一顺序而在其中流动。此时，流入真空容器14内的常温程度的氦气在第一热交换部31将第一冷却头21加热，之后，在第二热交换部32将第二冷却头22加热。由此，制冷机20迅速地升温。在制冷机升温运转下，由于制冷机20停止，因此通过第二热交换部32后的氦气的温度高于超导线圈10的临界温度，不过，该氦气不经由与超导线圈10热接触的第三热交换部33而流入到线圈迂回流路56。因此，能够避免加热制冷机20后的氦气的对超导线圈10的加热。即，在本实施方式的制冷机升温运转下，既能够抑制超导线圈10的温度上升又能够使制冷机20的温度迅速上升。
[0039] 以上所说明的制冷机升温运转基于切换部60在稳态运转时接收到表示进行制冷机20的维护的信号而被开始。即，在稳态运转时切换部60接收到所述信号时关闭第二开闭阀V2及第三开闭阀V3而打开第五开闭阀V5，并且使制冷机20停止。所述信号例如通过操作者进行的开关操作等而被发送给切换部60。
[0040] 基于制冷机升温运转而使各冷却头21、22的温度成为常温程度后，从真空容器14中取下制冷机20，进行制冷机20的维护。第一冷却头21的温度通过设于第一冷却头21的温度传感器61而被测出，第二冷却头22的温度通过设于第二冷却头22的温度传感器62而被测出。
[0041] 在制冷机20的维护期间，继续泵40的驱动。由此，在真空容器14内保持制冷机20的部位(筒体等)被氦气持续地加热，从而能够抑制所述部位上的霜附着等。在制冷机20的维护结束后，制冷机20被安装到真空容器14。然后，制冷机20被驱动，并且第五开闭阀V5被关闭，而第二开闭阀V2及第三开闭阀V3被打开。由此，在制冷机20的维护期间温度自然地上升后的辐射屏蔽12及超导线圈10便逐渐被冷却。之后，超导磁体装置1恢复到稳态运转。
[0042] 应该认为本说明书所公开的实施方式在所有的方面上只不过是例示而并不是限制性的实施方式。本发明的范围并不由上述的实施方式的说明所示而是由发明内容的范围所示，而且其包含与发明内容所示的范围均等的含意及该范围内的所有的变更。
[0043] 例如也可以省略切换部60。此情况下，以手动的方式来进行从预冷运转往稳态运转的切换或从稳态运转往制冷机升温运转的切换。
[0044] 此外，也可以省略冷却流路52。
[0045] 下面，对上面所说明的实施方式进行总结。
[0046] 本实施方式的超导磁体装置包括：超导线圈；真空容器，收容所述超导线圈；制冷机，包含第一冷却头、能够到达比所述第一冷却头所能够到达的温度更低的温度的第二冷却头、以及在所述第一冷却头及所述第二冷却头位于所述真空容器内的状态下被安装于所述真空容器的被安装部；工作介质流路，包含与所述第一冷却头热接触的第一热交换部、与所述第二冷却头热接触的第二热交换部、以及与所述超导线圈热接触的第三热交换部，让气相的工作介质按所述第一热交换部、所述第二热交换部及所述第三热交换部的顺序流动；热交换器，使被所述第一冷却头冷却后的工作介质与冷却了所述超导线圈后的工作介质进行热交换；热交换器迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述第三热交换部与所述热交换器之间的部位导出到所述真空容器外。
[0047] 本超导磁体装置具有热交换器迂回流路，该热交换器迂回流路使在第一热交换部及第二热交换部从制冷机获得冷能后而在第三热交换部将该冷能赋予超导线圈(冷却了超导线圈)后的气相的工作介质(氦气等)不经由热交换器而导出到真空容器外。因此，在超导线圈的预冷时，通过将冷却了超导线圈(被超导线圈加热)后的气相的工作介质经由热交换器迂回流路而导出到真空容器外，能够避免因热交换器而使气相的工作介质在第一热交换部从第一冷却头所获得的冷能遭受损失的情况(被第一冷却头冷却后的气相的工作介质基于冷却了超导线圈后的气相的工作介质而被加热的情况)。因此，能够将从各冷却头获得的冷能有效地赋予超导线圈。由此，能够缩短超导线圈的预冷时间。
[0048] 此情况下较为理想的是，还包括：泵，设置在所述真空容器外，将流出到所述真空容器外的气相的工作介质通过所述工作介质流路送给所述第一热交换部。
[0049] 这样，由于气相的工作介质循环于第一热交换部、第二热交换部、第三热交换部及泵，因此，能够削减冷却超导线圈所必须的工作介质的量。
[0050] 此情况下较为理想的是，所述热交换器迂回流路的下游侧的端部连接于所述工作介质流路中位于所述真空容器的外侧且所述泵的上游侧的部位，所述热交换器迂回流路具有在所述真空容器外对所述工作介质进行加热的加热部。
[0051] 这样，能够使从导出流路流出到真空容器外的工作介质返回到工作介质流路，而且该工作介质被加热部加热，因此，能够降低泵的负荷。
[0052] 此外，上述超导磁体装置中较为理想的是，还包括：辐射屏蔽，在所述真空容器内覆盖所述超导线圈并且与所述第一冷却头热连接；冷却流路，包含与所述辐射屏蔽热接触的冷却部，用于冷却所述辐射屏蔽；其中，所述冷却流路使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述第一热交换部与所述热交换器之间的部位经由所述冷却部而导出到所述真空容器外。
[0053] 这样，由于气相的工作介质在第一热交换部从第一冷却头获得的冷能在冷却部被赋予辐射屏蔽，因此，与辐射屏蔽仅由第一冷却头冷却的情形相比，能够更有效地冷却辐射屏蔽。
[0054] 此情况下较为理想的是，还包括：另一热交换器，设于所述真空容器与所述辐射屏蔽之间，使流入所述第一热交换部之前的工作介质与通过所述冷却部后的工作介质进行热交换。
[0055] 这样，利用通过冷却部后的工作介质，能够有效地冷却流入第一热交换部前的工作介质。
[0056] 此外，上述超导磁体装置中较为理想的是，还包括：切换部，在所述超导线圈的温度大于基准值时进行预冷运转，该预冷运转是让所述气相的工作介质按所述第一热交换部、所述热交换器、所述第二热交换部、所述第三热交换部及所述热交换器迂回流路的顺序流动的运转，该切换部在所述超导线圈的温度为所述基准值以下时使所述预冷运转切换到稳态运转，该稳态运转是让所述气相的工作介质按所述第一热交换部、所述热交换器、所述第二热交换部、所述第三热交换部及所述热交换器的顺序流动的运转。
[0057] 这样，由于基准值被设定为使超导线圈成为超导状态的温度，因此能够自动地从对超导线圈进行预冷的预冷运转切换到使超导线圈维持在超导状态的稳态运转。
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