Brevet FR2681663A1 — publié le 19930326

-1- LIGNE DE TRANSFERT DE FLUIDE CRYOGENIQUE La présente invention concerne les lignes de transfert de fluide cryogénique du type comprenant une conduite de transfert de fluide cryogénique entourée d'un écran métallique couplé thermiquement à une conduite de fluide de refroidissement. Des lignes de transfert de ce type sont prévues pour des équipements travaillant à très basse température, typiquement au-dessous de 50 K, tels que les cavités résonnantes supraconductrices et les aimants supraconducteurs d'accélérateurs de particules qui sont refroidis et maintenus en froid par de l'hélium liquide à une température inférieure à 5 K, le fluide de refroidissement de l'écran étant généralement de l'azote liquide Le bon fonctionnement de l'écran métallique, dit "actif", nécessite qu'il soit en bon contact avec le tube de refroidissement Pour ces raisons, dans les techniques connues, l'écran métallique est constitué de profilés extrudés en aluminium ou en cuivre comprenant un ou plusieurs canaux dans lesquels circule le fluide de refroidissement Ces techniques connues présentent les inconvénients de prix de revient extrêmement élevés, d'une grande inertie thermique résultant de l'épaisseur des profilés constituant l'écran actif, d'une grande rigidité pouvant poser des problèmes de contraction thermique, ainsi que d'une mauvaise accessibilité à la ligne du transfert de fluide cryogénique le plus froid. La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle structure de ligne de transfert de conception simple et de très faibles coûts de revient, présentant des caractéristiques thermiques analogues aux techniques antérieures, permettant de nombreuses adaptations et autorisant une bonne accessibilité à la ligne de transfert intérieure. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, l'écran métallique est constitué d'une feuille mince enroulée, typiquement de façon non serrée, autour des conduites et solidarisée localement à la conduite de refroidissement. Selon des caractéristiques plus particulières de l'invention, la solidarisation avec la conduite de refroidissement est effectuée par des moyens de serrage mécanique et/ou interposition d'une couche d'un matériau de liaison. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné -2- à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec le dessin annexé sur lequel: La planche unique, représente, en perspective et en coupe partielle, une ligne de transfert selon l'invention. La ligne de transfert représentée sur la figure unique comporte une conduite 1 de transfert de fluide cryogénique à très basse température, typiquement de l'hélium liquide, ou encore de l'hélium gazeux froid ou de l'hydrogène liquide La conduite 1 réalisée par exemple en acier inoxydable, est entourée d'une couche ou gaine d'isolation ou de superisolation 2 Parallèlement à la conduite 1 s'étend une conduite de fluide de refroidissement 3, réalisée par exemple en acier inoxydable, convoyant typiquement de l'azote liquide. Des moyens d'entretroisement (non représentés) sont disposés entre les deux conduites i et 3. Conformément à l'invention, les deux conduites 1 et 3 sont entourées d'un écran métallique 4 constitué par bobinage, en une ou plusieurs couches, d'un ruban mince, d'épaisseur typiquement non supérieure à 0,1 mm, d'un métal bon conducteur de la chaleur, typiquement en aluminium d'épaisseur 10 l m. Le bobinage est réalisé non serré, typiquement de façon lâche, pour ne pas exercer de pression dommageable sur la couche d'isolation 2 entourant le tube 1 Le contact thermique entre l'écran 4 et le tube de refroidissement 3 est obtenu avantageusement par des pinces métalliques élastiques 5 plaquant fortement l'écran 4 en plusieurs points distants les uns des autres sur le tube 3 Le matériau des pinces est choisi pour conserver son élasticité à très basse température La longueur, la force de serrage et le pas des pinces 5 sont déterminés de façon à obtenir la conduction thermique nécessaire pour maintenir la température de l'écran 4 suffisamment basse et proche de celle du tube de refroidissement En variante, en substitution des pinces 5, ou, de préférence, en complément de ces derniers, la liaison entre l'écran 4 et le tube de refroidissement 3 est assurée, en des zones déterminées, par interposition d'une couche 6 de colle, de résine, de ciment ou d'un métal mou tel que l'indium. La ligne de transfert qui vient d'être décrite est classiquement disposée dans une enveloppe étanche 7 dans laquelle est créé et maintenu un vide à une pression inférieure à 10-3 Pa, l'isolation étant -3- avantageusement complétée par une gaine d'isolant ou de superisolant 8 entourant l'écran 4 et ses pinces 5, à l'intérieur de l'enveloppe 7. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée, mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. -4- REVENDICATIONS 1 Ligne de transfert de fluide cryogénique comprenant une conduite de transfert de fluide cryogénique ( 1) entourée d'un écran métallique ( 4) couplé thermiquement à une conduite de fluide de refroidissement ( 3), caractérisée en ce que l'écran métallique ( 4) est constitué d'une feuille mince enroulée autour des conduites ( 1,3) et solidarisée localement à la conduite de refroidissement ( 3). 2 Ligne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écran métallique ( 4) est enroulé non serré autour des conduites ( 1,3). 3 Ligne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la solidarisation est effectuée par des moyens de serrage mécaniques ( 5). 4 Ligne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la solidarisation est effectuée par interposition d'une couche ( 6) d'un matériau de liaison. 5 Ligne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'écran métallique ( 4) est en aluminium. 6 Ligne selon la revendication 5, caractérisée en ce que la feuille d'aluminium a une épaisseur non supérieure à 0,1 mm 7 Ligne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la ligne de transfert ( 1) est entourée d'une première gaine d'isolant ( 2). 8 Ligne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'écran métallique ( 4) est entouré d'une deuxième gaine d'isolant ( 8). 9 Ligne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est disposée dans une enveloppe étanche ( 7).