F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 25 – D
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
25
D
F25D 19/00 (2006.01) F25B 9/14 (2006.01) G01J 5/06 (2006.01)
Patent
CA 2292465
A cryogenic cooler and a de- war assembly including a cooled sur- face (30); a cooling surface (20) for removing thermal energy from said cooled surface (30); and an adapter (40) disposed between said cooling surface and the cooled surface for conducting thermal energy therebe- (See formula I) tween. A first fluid is disposed be- tween the cooled surface (30) and the adapter (40) for conducting thermal energy from the cooled surface to the adapter. A second fluid is disposed between the cooling surface (20) and the adapter (40) for conducting ther- mal energy from the adapter to the cooling surface whereby the cooling surface remains free to move axi- ally relative to the adapter (40) at a temperature of the cooling surface at which the first fluid is susceptible to freezing. This allows for movement of the cold finger relative to the dewar and adapter, due to differential thermal coefficients of expansion or support structure motion, without adversely affecting the communication of thermal energy from the load. In the illustrative embodiment, the cooler is a Stirling cycle cooler, the first fluid is thermal grease and the second fluid is nitrogen. The cooling surface (20) is a cylindrical cold finger of the Stirling cycle cooler and the cooled surface (30) is an inner wall of a dewar assembly. The dewar is in thermal contact with a load. The adapter is disposed between the inner wall (29) of the dewar and the cold finger. The adapter (40) has an end cap (42) and a cylindrical housing (44) extending therefrom. The housing (44) extends at least partially along a longitudinal axis of the cold finger (20). An insulator is disposed about the cold finger and the adapter housing. A spring (52) is disposed between a proximal end of the insulator (50) and a base of the cold finger (20) to maintain a distal end of the insulator (50) in contact with the adapter and the adapter (40) in contact with the dewar.
L'invention concerne un refroidisseur cryogénique et un ensemble cryostat comprenant une surface (30) refroidie, une surface (20) de refroidissement servant à évacuer l'énergie thermique de cette surface (30) refroidie, et un adaptateur (40) disposé entre la surface de refroidissement et la surface refroidie et servant à la conduction de l'énergie thermique entre ces deux surfaces. Entre la surface (30) refroidie et l'adaptateur (40) se trouve un premier fluide qui sert à conduire l'énergie thermique de la surface refroidie à l'adaptateur. Entre la surface (20) de refroidissement et l'adaptateur (40) se trouve un second fluide qui sert à conduire l'énergie thermique de l'adaptateur à la surface de refroidissement, la surface de refroidissement restant libre de se déplacer axialement par rapport à l'adaptateur (40) lorsque la température de la surface de refroidissement atteint un niveau susceptible de provoquer le gel du premier fluide. Cet aménagement permet au doigt-de-gant froid de se mouvoir par rapport au cryostat et à l'adaptateur en vertu des coefficients d'expansion thermique ou des mouvements de structures différentiels, sans entraîner d'effets négatifs sur le transfert d'énergie thermique en provenance de la charge. Dans la version illustrée, le refroidisseur est un refroidisseur à cycle de Stirling, le premier fluide est une pâte thermoconductible et le second fluide est l'azote. La surface (20) de refroidissement est un doigt-de-gant froid cylindrique du refroidisseur à cycle de Stirling et la surface (30) refroidie est une paroi intérieure de l'ensemble cryostat. Le cryostat se trouve en contact thermique avec une charge. L'adaptateur est placé entre la paroi (29) intérieure du cryostat et le doigt-de-gant froid. L'adaptateur (40) comprend une garniture (42) terminale et un logement (44) cylindrique prolongeant cette dernière. Ce logement (44) s'étend au moins partiellement le long de l'axe longitudinal du doigt-de-gant-(20) froid. Un isolant est disposé autour du doigt-de-gant (20) froid et du logement de l'adaptateur. Un ressort (52) est disposé entre une extrémité proximale de l'isolant (50) et une base du doigt-de-gant (20) froid est permet de maintenir une extrémité distale de l'isolant (50) en contact avec l'adaptateur et l'adaptateur (40) en contact avec le cryostat.
Ross Bradley A.
Thompson Robert M.
Raytheon Company
Sim & Mcburney
LandOfFree
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