用于冷卻超導(dǎo)磁體的封閉制冷劑冷卻系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于冷卻超導(dǎo)磁體的制冷劑冷卻系統(tǒng)，包括：制冷劑容器(15)，該制冷劑容器連接到與所述超導(dǎo)磁體熱接觸的冷卻回路結(jié)構(gòu)(13)；再冷凝腔(16)，該再冷凝腔布置成使得所述制冷劑容器的下部末端處于所述再冷凝腔(16)的下部末端之上；再冷凝致冷設(shè)備(20)，該再冷凝致冷設(shè)備布置成再冷凝所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的制冷劑氣體；以及加熱器(24)，該加熱器定位成加熱所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的氣態(tài)制冷劑。再冷凝腔(16)通過制冷劑供給管(18)液力連接到所述制冷劑容器(15)。制冷劑供給管(18)的上端部暴露于制冷劑容器(15)內(nèi)的制冷劑氣體，而所述管(18)的下端部暴露于所述再冷凝腔(16)的內(nèi)部、朝向其下部末端或在其下部末端處。
【專利說明】用于冷卻超導(dǎo)磁體的封閉制冷劑冷卻系統(tǒng)和方法

【背景技術(shù)】
[0001]用于MRI系統(tǒng)的早期超導(dǎo)磁體是通過局部浸潰在液態(tài)制冷劑中而冷卻的。但是，更近期的設(shè)計(jì)已經(jīng)減少了所需要的液態(tài)制冷劑的量，這典型地是通過使用冷卻回路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。這種系統(tǒng)通常具有相對(duì)小的制冷劑容器，該容器定位在冷卻回路的頂部且在再冷凝致冷設(shè)備(recondensing refrigerator)之下，以提供液態(tài)制冷劑，該液態(tài)制冷劑在重力的作用下被供給以與磁體熱接觸。熱的或沸騰的制冷劑通過冷卻回路返回到制冷劑容器，以用于再次冷卻。但是，這種結(jié)構(gòu)趨于具有比典型安裝房間內(nèi)的可利用高度更大的高度。再冷凝致冷設(shè)備在磁體頂部的定位對(duì)于再冷凝致冷設(shè)備的維護(hù)和更換來說是不方便的。
[0002]一些傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供減小高度的再冷凝致冷設(shè)備，其通過固體的熱匯流排熱連接到制冷劑容器。但是，在需要重新冷凝制冷劑，如氦的溫度下，僅IW的冷卻功率是共用的。固體的匯流排需要具有大約Irn的長度并需要高度導(dǎo)熱的。這種匯流排通常由高純度退火的銅或者高純度退火的鋁以非常大的橫截面積制造，以便將冷卻功率從再冷凝致冷設(shè)備傳遞到制冷劑容器，而沒有顯著損失。它們的生產(chǎn)是非常昂貴的。例如，傳統(tǒng)的50cm的匯流排會(huì)導(dǎo)致0.1K或更大的溫度升高。這使得匯流排結(jié)構(gòu)笨重并且制造昂貴。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)難于生產(chǎn)完美的平坦接觸表面，用于匯流排和冷凝設(shè)備之間的熱連接。這趨于導(dǎo)致只是點(diǎn)接觸，這種點(diǎn)接觸可以通過用銦或潤滑脂填充接頭或者通過機(jī)械壓縮接頭而得以改善。但是，這樣的接頭難于制造。現(xiàn)場更換再冷凝致冷設(shè)備意味著需要在現(xiàn)場重新形成接觸，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這是不可靠的。不完美的連接導(dǎo)致冷卻功率的損失并且會(huì)導(dǎo)致制冷劑的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明涉及一種用于制冷劑冷卻的超導(dǎo)磁體，如在MRI系統(tǒng)中使用的超導(dǎo)磁體的冷卻結(jié)構(gòu)。尤其是，本發(fā)明涉及用于控制緊湊磁體系統(tǒng)的制冷劑容器中的液態(tài)制冷劑的液面高度的結(jié)構(gòu)。
[0004]于是，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)，其中，制冷劑容器被布置成不高于容納超導(dǎo)磁體的恒溫器的頂部，這也允許制冷劑氣體重新冷凝并且供給到超導(dǎo)磁體的頂部附近的制冷劑容器，以被供給到冷卻回路。
[0005]傳統(tǒng)的MRI冷卻系統(tǒng)具有再冷凝致冷設(shè)備，該再冷凝致冷設(shè)備布置成液化制冷劑容器內(nèi)的制冷劑氣體。液化的制冷劑氣體然后在重力的作用下被供給到冷卻回路。在本發(fā)明中，再冷凝致冷設(shè)備不放置在磁體之上，而是設(shè)置成與分離的冷凝腔相關(guān)聯(lián)，定位成比連接到冷卻回路的制冷劑容器低很多。
[0006]這種結(jié)構(gòu)尤其可用于MRI系統(tǒng)要安裝在可利用高度受到限制的地方。
[0007]關(guān)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的背景信息在美國專利US4，464，904、US5, 335，503、US5, 549，142、US5, 937，655、US6, 996，994 和日本專利公布 JP2004033260 中提供。
[0008]本發(fā)明于是提供了一種如在所附權(quán)利要求中闡述的方法和設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的上述和進(jìn)一步目的特征和優(yōu)點(diǎn)將在考慮結(jié)合附圖僅借助于示例給出的特定實(shí)施方式的如下描述的同時(shí)變得更清楚，圖中:
[0010]圖1至4示意性示出本發(fā)明的示例性冷卻結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明提供了一種制冷劑冷卻系統(tǒng)，其包括兩個(gè)液力連接的儲(chǔ)池。系統(tǒng)運(yùn)行著包括液化和蒸發(fā)在內(nèi)的封閉制冷劑循環(huán)。
[0012]在圖1中，超導(dǎo)磁體10容納在抽真空的低溫恒溫器12中并且設(shè)置有冷卻回路結(jié)構(gòu)13，該冷卻回路結(jié)構(gòu)被供給來自制冷劑容器15的液態(tài)制冷劑14，該制冷劑容器15定位在磁體10的頂部附近。制冷劑可以是氦，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知其他適當(dāng)?shù)闹评鋭Ｒ簯B(tài)制冷劑22從再冷凝腔16通過制冷劑供給管18提供，該制冷劑供給管18在一端連接到再冷凝腔16的下部末端附近，而在另一端連接到制冷劑容器15的上部末端附近。在氦的情況下，再冷凝致冷設(shè)備20布置成將再冷凝腔16之內(nèi)的制冷劑蒸汽在大約4.3K的溫度下再次冷凝為液態(tài)制冷劑22。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制冷劑容器15的下部末端處于再冷凝腔16的下部末端之上。如圖所示，來自再冷凝腔16的液態(tài)制冷劑必須升高高度H以到達(dá)制冷劑容器15。所述高度H可以典型地在0.5到1.0m之間。加熱器24定位在再冷凝腔16之內(nèi)或至少與再冷凝腔16熱接觸。在圖1中，這個(gè)加熱器24被示出安裝到再冷凝致冷設(shè)備20的再冷凝表面26上，但是在與再冷凝腔16熱接觸的范圍內(nèi)可以定位在其他地方。它可以整合到再冷凝致冷設(shè)備20中。它可以放置到再冷凝腔16的外表面上。再冷凝腔通過真空空間與制冷劑容器15隔熱。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，來自再冷凝腔16的液態(tài)氦通過再冷凝腔16之內(nèi)的制冷劑氣體的壓力受控變化而被驅(qū)動(dòng)通過管18而到達(dá)制冷劑容器15。
[0014]本發(fā)明的操作的一個(gè)示例性方法可以如下進(jìn)行。在穩(wěn)定狀態(tài)下，再冷凝致冷設(shè)備20在4.2K的工作溫度下操作，在再冷凝腔16之內(nèi)的14.5psi (10kPa)的絕對(duì)壓力下與氦氣體接觸。再冷凝致冷設(shè)備可以在4.2K下可以具有IW的有效冷卻功率。在制冷劑容器15之內(nèi)的氦氣體處于絕對(duì)15.3psi (105.5kPa)的標(biāo)準(zhǔn)壓力下。這個(gè)壓力大于再冷凝腔16之內(nèi)的氣體壓力，將氦氣體從制冷劑容器15驅(qū)動(dòng)到再冷凝腔16內(nèi)。在再冷凝腔16中，氦氣體被液化，并保持低于制冷劑容器15內(nèi)的氣體壓力。于是，制冷劑氣體趨于從制冷劑容器15流動(dòng)到再冷凝腔16。一旦預(yù)定量的液態(tài)氦已經(jīng)積累在再冷凝腔16中，再冷凝致冷設(shè)備20的工作可以停止，然后加熱器24被供能，并且加熱再冷凝腔16內(nèi)的制冷劑氣體。再冷凝停止，并且再冷凝腔16內(nèi)的制冷劑氣體的壓力升高。一旦再冷凝腔16內(nèi)的制冷劑氣體的壓力升高到比制冷劑容器15內(nèi)的制冷劑氣體的壓力高足夠的量，液態(tài)制冷劑22就會(huì)被迫使從再冷凝腔16通過管18進(jìn)入制冷劑容器15。一旦再冷凝腔16之內(nèi)的液態(tài)制冷劑的液面高度達(dá)到預(yù)定的最小液面高度(該最小液面高度可以是空)，加熱器24被去能，并且氦氣體的再冷凝將開始。這個(gè)操作將循環(huán)地繼續(xù)，以通過從再冷凝腔16給制冷劑容器15周期性補(bǔ)充液態(tài)制冷劑，來確保液態(tài)制冷劑的供給一直在制冷劑容器15中提供。
[0015]在這個(gè)示例中，本發(fā)明利用相對(duì)低密度液態(tài)氦以及相對(duì)大熱膨脹系數(shù)的氣態(tài)氦。大氣壓對(duì)應(yīng)于大約10米高水或80米高液態(tài)氦。這意味著需要相對(duì)低的壓力差。僅大約1mbar或者I %的大氣壓應(yīng)該足以將液態(tài)氦升高超過800mm。
[0016]在再冷凝腔16的液態(tài)制冷劑和制冷劑容器15內(nèi)的液態(tài)制冷劑之間僅存在非常小的溫度差，并且液態(tài)氦的導(dǎo)熱性相對(duì)低，因此由于管18而施加在再冷凝腔上的任何熱負(fù)載似乎并不顯著。
[0017]管18的上端暴露于制冷劑容器15內(nèi)的制冷劑氣體。管18的下端暴露于再冷凝腔16的內(nèi)部、朝向或者處于其下部末端處。一旦少量的液態(tài)制冷劑在再冷凝腔16中被再冷凝，管18的下端將浸入到液態(tài)制冷劑中，形成液力閉鎖。當(dāng)再冷凝致冷設(shè)備20操作時(shí)，制冷劑容器15和再冷凝腔16之間的氣態(tài)制冷劑中的壓力差足以將氣態(tài)制冷劑從制冷劑容器15通過管18拉到再冷凝腔16。氣態(tài)制冷劑在再冷凝腔16內(nèi)的再冷凝將保持再冷凝腔16內(nèi)的氣體壓力低于制冷劑容器15內(nèi)的氣體壓力。
[0018]如果再冷凝腔16內(nèi)的氣體壓力是足夠的，并且再冷凝致冷設(shè)備20的冷卻功率是已知的，則可以計(jì)算出制冷劑冷凝的速率，并且補(bǔ)充制冷劑容器15的周期可以被簡單地定時(shí)。例如，在4.2K下以IW的功率冷卻氦將導(dǎo)致大約I升的液態(tài)氦在一個(gè)小時(shí)內(nèi)再冷凝。以預(yù)定時(shí)間間隔，對(duì)應(yīng)于再冷凝的制冷劑的期望量，可以停止再冷凝致冷設(shè)備20的操作，并且加熱器24可以被供能。所產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑的加熱將導(dǎo)致氣體膨脹且再冷凝腔16內(nèi)的氣體壓力增加。一旦氣體壓力充分超過制冷劑容器15內(nèi)的氣體壓力，液態(tài)制冷劑22將從再冷凝腔16被推到制冷劑容器15。加熱可以繼續(xù)固定的時(shí)間段，該時(shí)間段被認(rèn)為足以將全部或者預(yù)計(jì)量的液態(tài)制冷劑從再冷凝腔16推到制冷劑容器15?？商娲氖?，可以提供傳感器，以探測再冷凝腔16內(nèi)的液態(tài)制冷劑22的最小液面高度，或者在制冷劑容器15內(nèi)的液態(tài)制冷劑的最大液面高度，并且一旦這些傳感器指示這些條件中的一個(gè)已經(jīng)達(dá)到，則加熱器24可以被立即去能。類似地，可以提供傳感器來探測再冷凝腔16內(nèi)的液態(tài)制冷劑的最大液面高度或者制冷劑容器15內(nèi)的液態(tài)制冷劑的最小液面高度，并且一旦這個(gè)最大液面高度被達(dá)到則立即給加熱器24供能。
[0019]在氦制冷劑的情況下，在大約4k下的膨脹系數(shù)如此大以至于在1mK量級(jí)的非常小的溫度升高被認(rèn)為足以產(chǎn)生大約1mbar的壓力升高并驅(qū)動(dòng)液態(tài)氦升高大約800mm的高度H。
[0020]如果加熱器24保持供能足夠長時(shí)間，再冷凝腔16內(nèi)的全部液態(tài)制冷劑將被驅(qū)動(dòng)到制冷劑容器15內(nèi)。此時(shí)，再冷凝腔16和制冷劑容器15內(nèi)的氣體壓力將均衡。加熱器24然后被去能并且該次序反復(fù)。在可替代結(jié)構(gòu)中，在加熱器24被供能的同時(shí)，再冷凝致冷設(shè)備20可以保持操作，再冷凝致冷設(shè)備20的冷卻功率輕易被簡單的電加熱器24的加熱效力所克服。
[0021]加熱器可以是簡單的電阻線的線圈，其通過整合到再冷凝致冷設(shè)備20內(nèi)的電連接而被提供電流。加熱器本身可整合到再冷凝致冷設(shè)備中，例如安裝到外表面上?？商娲氖牵訜崞骺梢苑胖迷谠倮淠?6的外表面上、與其熱接觸。
[0022]液態(tài)氦在再冷凝腔16之內(nèi)的深度可以通過放置在或在再冷凝腔16的外表面上或之內(nèi)的適當(dāng)位置處的溫度傳感器來監(jiān)視。溫度傳感器可以是電阻器，或者任何其他已知的液面高度計(jì)，如那些依賴于電容、超導(dǎo)等的液面高度計(jì)，它們適當(dāng)?shù)剡B接到控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以使用傳感器提供的測量結(jié)果來控制加熱器24的操作并且驅(qū)動(dòng)液態(tài)制冷劑從再冷凝腔16內(nèi)液力提升到制冷劑容器15之內(nèi)。
[0023]再冷凝腔16不需要緊鄰制冷劑容器15定位，而是可以定位在具有MRI系統(tǒng)的房間內(nèi)的其他地方。但是，必須圍繞將再冷凝腔16與制冷劑容器15相連接的管18設(shè)置適當(dāng)?shù)母魺帷＿@種隔熱將典型地包括真空隔熱。
[0024]圖2示出了本發(fā)明的替代實(shí)施方式。在這個(gè)實(shí)施方式中，管18在制冷劑容器15的下部末端附近進(jìn)入該制冷劑容器15，并且在制冷劑容器15內(nèi)持續(xù)向上到達(dá)再冷凝腔16內(nèi)的最大液態(tài)制冷劑液面高度之上的最大高度H’，這可以明顯小于圖1的實(shí)施方式中的相應(yīng)高度H。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，通過比圖1的實(shí)施方式的情況小得多的氣體壓力差，液態(tài)制冷劑可以從再冷凝腔16升高到制冷劑容器15。雖然不是必須的，所示的實(shí)施方式示出了管18的向上指向的上端部，從該上端部，液態(tài)制冷劑可以作為噴泉30排出。傘狀件31可以設(shè)置在管18的上端部之上。這種傘狀件的目的如下。如果制冷劑容器15包含相對(duì)低液面高度的液態(tài)制冷劑，那么其上表面可以相對(duì)暖和。傘狀件防止與進(jìn)入的液態(tài)制冷劑之間的直接接觸，以確保液態(tài)氦不會(huì)被制冷劑容器的上表面加熱，使得制冷劑容器的上表面通過較暖的制冷劑氣體在制冷劑容器之內(nèi)循環(huán)而冷卻。
[0025]圖3示出了圖2的實(shí)施方式的改進(jìn)。在此，提供了閥門32，以控制液態(tài)制冷劑22從再冷凝腔16流入制冷劑容器15，以及制冷劑氣體從制冷劑容器15流入再冷凝腔16。閥門32可以通過磁控系統(tǒng)或以其他方式手動(dòng)或自動(dòng)控制。如果需要維護(hù)操作，該維護(hù)操作需要拆卸再冷凝致冷設(shè)備20，閥門32應(yīng)該在再冷凝致冷設(shè)備被拆卸之前關(guān)閉，以防止空氣侵入到制冷劑容器15內(nèi)。
[0026]還示出了可選的另一個(gè)閥門34，該閥門也可以或替代地用于防止在再冷凝腔之內(nèi)的維護(hù)操作期間，如更換再冷凝致冷設(shè)備20期間，空氣侵入制冷劑容器15。
[0027]在圖1至3中，最大液態(tài)制冷劑液面高度傳感器36被示出處于再冷凝腔16之內(nèi)。這個(gè)傳感器用于探測再冷凝腔16被填充到預(yù)定最大液面高度，并且從這個(gè)傳感器的輸出可以被提供到控制器，且作為響應(yīng)，控制器可以觸發(fā)加熱器24，以開始驅(qū)動(dòng)液態(tài)制冷劑22從再冷凝腔16到制冷劑容器15中。圖2和3中還示出再冷凝腔26之內(nèi)的最小液態(tài)制冷劑液面高度傳感器38。這個(gè)傳感器用于指示加熱器24應(yīng)該被去能以停止液態(tài)制冷劑22從再冷凝腔16流入到制冷劑容器15中。在圖1的實(shí)施方式中，沒有提供最小液態(tài)制冷劑液面高度傳感器。相反，加熱器24可以簡單地被供能預(yù)定的時(shí)間段，該預(yù)定時(shí)間段足以驅(qū)動(dòng)預(yù)計(jì)量的液態(tài)制冷劑22進(jìn)入到制冷劑容器15中?？商娲?，如果需要，加熱器24可以被供能足以將全部液態(tài)制冷劑從再冷凝腔16驅(qū)動(dòng)到制冷劑容器15內(nèi)的時(shí)間。溫度傳感器36、38可以可替代地定位在再冷凝腔16的外表面上。
[0028]優(yōu)選地是，管18的開口端部應(yīng)該非?？拷评鋭┤萜鞯纳媳砻妫沟幂^靠近制冷劑容器的頂部的較暖的制冷劑氣體被獲取以用于再冷凝。這被認(rèn)為導(dǎo)致制冷劑容器的熱穩(wěn)定性改善。
[0029]在再冷凝腔16和制冷劑容器15之內(nèi)的制冷劑的總量優(yōu)選地被確定成使得管18的上端部總是保持在制冷劑容器15內(nèi)的液體液面高度之上。
[0030]于是本發(fā)明提供了一種用于補(bǔ)充布置用來冷卻超導(dǎo)磁體的制冷劑容器的設(shè)備和方法，其中，再冷凝致冷設(shè)備設(shè)置在明顯低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度處，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單并且緊湊。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的制造成本明顯低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的。再冷凝腔和制冷劑容器的相對(duì)定位非常靈活并且使得再冷凝致冷設(shè)備在需要時(shí)容易更換。使用可選的閥門允許在保持制冷劑容器內(nèi)的低溫溫度的同時(shí)將再冷凝腔加熱到室溫。
[0031]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的可替代結(jié)構(gòu)，其中提供了兩根管40、42，所述兩根管連接再冷凝腔16和制冷劑容器15。第一管40連接再冷凝腔16的上部和制冷劑容器15的上部，并作用為將制冷劑氣體從制冷劑容器15帶到再冷凝腔16。單向閥44設(shè)置在這個(gè)管內(nèi)，以防止在加熱器24工作時(shí)制冷劑氣體沿相反方向流動(dòng)。第二管42將再冷凝腔16的下部和制冷劑容器15的下部連接，并且提供用于使液態(tài)制冷劑從再冷凝腔流動(dòng)到制冷劑容器15的通道。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冷卻超導(dǎo)磁體的制冷劑冷卻系統(tǒng)，包括: 制冷劑容器(15)，該制冷劑容器連接到與所述超導(dǎo)磁體熱接觸的冷卻回路結(jié)構(gòu)(13)； 再冷凝腔(16)，該再冷凝腔布置成使得所述制冷劑容器的下部末端處于所述再冷凝腔(16)的下部末端之上； 再冷凝致冷設(shè)備(20)，該再冷凝致冷設(shè)備布置成再冷凝所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的制冷劑氣體；以及 加熱器(24)，該加熱器定位成加熱所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的氣態(tài)制冷劑， 其中，所述再冷凝腔(16)通過制冷劑供給管(18)液力連接到所述制冷劑容器(15)，所述制冷劑供給管(18)的上端部暴露于制冷劑容器(15)內(nèi)的制冷劑氣體，而所述管(18)的下端部暴露于所述再冷凝腔(16)的內(nèi)部、朝向其下部末端或在其下部末端處。
2.一種用于冷卻超導(dǎo)磁體的制冷劑冷卻系統(tǒng)，包括: 制冷劑容器(15)，該制冷劑容器連接到與所述超導(dǎo)磁體熱接觸的冷卻回路結(jié)構(gòu)(13)； 再冷凝腔(16)，該再冷凝腔布置成使得所述制冷劑容器的下部末端處于所述再冷凝腔(16)的下部末端之上； 再冷凝致冷設(shè)備(20)，該再冷凝致冷設(shè)備布置成再冷凝所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的制冷劑氣體；以及 加熱器(24)，該加熱器定位成加熱所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的氣態(tài)制冷劑， 其中，所述再冷凝腔(16)通過第一管(40)和第二管(42)液力連接到所述制冷劑容器(15)，所述第一管(40)將所述再冷凝腔的上部與所述制冷劑容器的上部連接，以提供用于制冷劑氣體從制冷劑容器通過單向閥(44)流動(dòng)到再冷凝腔的通道；所述第二管(42)將再冷凝腔和制冷劑容器的下部連接，以提供用于液態(tài)制冷劑從所述再冷凝腔向所述制冷劑容器流動(dòng)的通道。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括傳感器(38)，所述傳感器用于探測所述再冷凝腔(16)內(nèi)的液態(tài)制冷劑(22)的最小液面高度。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括傳感器(36)，所述傳感器用于探測所述再冷凝腔(16)內(nèi)的液態(tài)制冷劑(22)的最大液面高度。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括傳感器(36)，所述傳感器用于探測所述制冷劑容器(15)內(nèi)的液態(tài)制冷劑(14)的最大液面高度。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器布置成響應(yīng)于所述傳感器或所述傳感器中的一個(gè)提供的信號(hào)為所述加熱器(24)供能和去能。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括閥門(32)，所述閥門設(shè)置成控制通過制冷劑供給管(18)的流動(dòng)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，還包括可去除的塞子(34)，用于封閉所述制冷劑供給管(18)的下端部。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，其中，所述加熱器(24)整合在所述再冷凝致冷設(shè)備(20)中。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，其中，所述加熱器(24)安裝到所述再冷凝腔(16)的外表面上、與所述再冷凝腔(16)熱接觸。
11.如權(quán)利要求1所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，其中，所述制冷劑供給管(18)的上端部位于所述制冷劑容器的上部末端處或其附近。
12.如權(quán)利要求11所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)，其中，在所述制冷劑供給管(18)的上端部之上設(shè)置有傘狀件(31)。
13.一種用液態(tài)制冷劑(14)補(bǔ)充如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制冷劑冷卻系統(tǒng)的制冷劑容器(15)的方法，包括如下步驟: ⑷在包括再冷凝腔(16)、制冷劑供給管(18)、制冷劑容器(15)和冷卻回路的封閉體積內(nèi)提供制冷劑； (^)操作再冷凝致冷設(shè)備(20),以液化再冷凝腔(16)之內(nèi)的制冷劑氣體，由此將所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的氣體壓力減小到低于所述制冷劑容器之內(nèi)的氣體壓力； (0)將制冷劑氣體從制冷劑容器(15)通過制冷劑供給管(18)供給到所述再冷凝腔(16)； ((1)繼續(xù)液化再冷凝腔(16)之內(nèi)的制冷劑氣體以在所述再冷凝腔(16)之內(nèi)提供一定體積的液態(tài)制冷劑(22)； (6)為加熱器(24)供能，以加熱所述制冷劑容器內(nèi)的制冷劑氣體，由此將再冷凝腔(16)內(nèi)的氣體壓力升高到所述制冷劑容器之內(nèi)的氣體壓力之上； (^)利用再冷凝腔(16)和制冷劑容器內(nèi)的氣體壓力的差，將所述一定體積的液態(tài)制冷劑(22)中的至少一部分從再冷凝腔(16)通過制冷劑供給管驅(qū)動(dòng)到制冷劑容器；以及 (8)將所述加熱器去能。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 周期重復(fù)步驟化卜匕)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中步驟(6)以預(yù)定時(shí)間間隔開始，所述預(yù)定時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于在所述再冷凝腔(16)之內(nèi)的液態(tài)制冷劑(22)的量的期待累積。
16.如權(quán)利要求13至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(6)響應(yīng)于傳感器(36)的輸出而開始，所述傳感器(36)的輸出指示最大液面高度的液態(tài)制冷劑(22)存在于所述再冷凝腔(16)中。
17.如權(quán)利要求13、14或16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟響應(yīng)于傳感器(38)的輸出而開始，所述傳感器(38)的輸出指示最小液面高度的液態(tài)制冷劑(22)存在于所述再冷凝腔(16)內(nèi)。
18.如權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(6)響應(yīng)于傳感器的輸出而開始，所述傳感器的輸出指示最小液面高度的液態(tài)制冷劑(22)存在于制冷劑容器中。
19.如權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(8)響應(yīng)于傳感器的輸出而開始，所述傳感器的輸出指示最大液面高度的液態(tài)制冷劑(22)存在于所述制冷劑容器中。
20.如權(quán)利要求13至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟(6)和化)持續(xù)固定的時(shí)間段。
21.如權(quán)利要求13至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述再冷凝致冷設(shè)備(20)的操作在步驟⑷和⑴期間暫停。
【文檔編號(hào)】F25D19/00GK104334985SQ201380026169
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】V.米克希夫 申請(qǐng)人:英國西門子公司