Miniature mixed gas refrigeration system

Details Miniature mixed gas refrigeration system Miniature mixed gas refrigeration system

F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons

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B

F25B 9/02 (2006.01) A61B 18/02 (2006.01) C09K 5/04 (2006.01) F25B 9/00 (2006.01) F25D 3/00 (2006.01) F28D 7/12 (2006.01) F28F 13/06 (2006.01) F28F 21/08 (2006.01)

Patent

CA 2234019

A miniature mixed gas refrigeration system is disclosed, having a coaxial catheter (18) with an inner high pressure supply lumen (24) and an outer low pressure return lumen (22). The gas mixture is pressurized by a compressor (12) to a pressure less than 420 psia, for safety reasons. The distal portion (23) of the outer lumen contains a micro- miniature heat exchanger (28) constructed of laminated plates or sheets (42). The plates or sheets (42) establish high pressure (36) and low pressure passageways (40), with high surface area, having a tortuous path for the gas flow to maximize heat exchange. The high pressure outlet (50) of the heat exchanger (28) is connected to a Joule-Thomson expansion element (30) where the high pressure gas is expanded isenthalpically to a lower temperature at least as low as 180K. This low temperature gas cools a heat transfer element (32) mounted in the outer wall of the catheter, to cool an external object. Return gas flows back through the heat exchanger to pre-cool the incoming high pressure gas mixture.

Cette invention concerne un système de réfrigération miniature et à mélange de gaz, lequel comporte un cathéter coaxial (18) possédant un orifice interne d'alimentation à haute pression (24), et un orifice externe de refoulement à faible pression (22). Le mélange de gaz est comprimé à l'aide d'un compresseur (12) à une pression inférieure à 420 psia, ceci pour des raisons de sécurité. La partie distale (23) de l'orifice externe comprend un échangeur de chaleur miniature (28) se composant de plaques ou de feuilles stratifiées (42). Ces plaques ou feuilles (42) forment des passages à haute pression (36) et à basse pression (40), possèdent une grande surface et définissent un trajet tortueux pour le flux de gaz de manière à maximiser l'échange thermique. L'orifice de sortie à haute pression (50) de l'échangeur de chaleur (28) est connecté à un élément d'expansion Joule-Thomson (30) où le gaz à haute pression est détendu de manière isenthalpique afin d'abaisser la température jusqu'à 180 DEG K. Ce gaz à basse température va refroidir un élément de transfert de chaleur (32) monté sur la paroi externe du cathéter, ceci de manière à refroidir un objet extérieur. Le flux de gaz refoulé repasse à travers l'échangeur de chaleur de manière à effectuer un refroidissement préalable du mélange de gaz arrivant à haute pression.

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