Brevet FR3047551A1 (20170811)
REVENDICATIONS1. Dispositif de réfrigération cryogénique comprenant un circuit de travail destiné à refroidir un fluide de travail circulant dans ledit circuit, le circuit de travail comprenant, disposés en série au sein d'une boucle: une portion de compression (3), une portion (5, 6, 22, 23, 24, 26,\n<CLM>\1\tde refroidissement, une portion à vanne(s) (9), une portion de détente (10, 25,\n<CLM>\1\tet une portion de réchauffement, pour soumettre le fluide de travail à une cycle de travail de type récupératif comprenant une compression puis un refroidissement puis une détente puis un réchauffement en vue d'un nouveau cycle, dans lequel, la portion de compression comprend au moins un compresseur (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire entraîné par un moteur (1) linéaire, la portion de détente comprend au moins un détenteur (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire, la portion à vanne(s) comprend au moins une vanne (9) de régulation de type linéaire actionnée par un moteur linéaire et pilotée pour alimenter ou extraire le fluide de travail du au moins un détendeur à piston.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un détenteur (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire accouplé au moteur (1) linéaire qui entraîne au moins un compresseur (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire, c'est-à-dire qu'au moins un moteur (1) linéaire accouple à la fois un détenteur (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire et un compresseur (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une vanne (9) de régulation de type linéaire accouplé au moteur (1) linéaire qui entraîne au moins un compresseur (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire, c'est-à-dire qu'au moins un moteur (1) linéaire accouple à la fois un compresseur (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire et une vanne (9) de régulation de type linéaire.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un détenteur (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire accouplé à un alternateur linéaire distinct du moteur du au moins un compresseur, c'est à dire qu'au moins un alternateur linéaire accouple un détenteur (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire ledit alternateur. 3047551 14\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce que le fluide de travail est refroidi jusqu'à une température comprise entre 4K et 200 K .\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 5 1 à 5, caractérisé en ce que la portion de compression (3) du circuit de travail comprend plusieurs compresseurs (3, 20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que la portion de détente (10, 25,\n<CLM>\1\tdu circuit de travail comprend plusieurs détenteurs (10, 25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire associés 10 chacun à une vanne (9) de régulation de type linéaire respective.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 , caractérisé en ce que le circuit de travail comprend une conduite (11) haute pression reliant une sortie à haute pression d'un compresseur (3) à l'entrée d'un détendeur (10), ladite conduite (11) à haute pression 15 comprenant un système de clapet (4) anti-retour, au moins un échangeur (5,\n<CLM>\1\tde chaleur de refroidissement du gaz comprimé, et une vanne (9) de régulation de type linéaire.\n<CLM>\1\tDispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 , caractérisé en ce que le circuit de travail comprend une conduite (12) 20 basse pression reliant une sortie d'un détendeur (10) à l'entrée d'un compresseur (3), ladite conduite (12) basse pression comprenant, une vanne (9) de régulation de type linéaire, au moins un échangeur (7,\n<CLM>\1\tde chaleur réchauffement du gaz détendu et un système de clapet (14) anti-retour. 10.Dispositif de réfrigération selon les revendications 8 et 9 prises en 25 combinaison, caractérisé en ce que le au moins un échangeur de chaleur comprend un échangeur (7) de chaleur à contre-courant mettant en échange thermique le fluide de travail circulant dans les conduite (11,\n<CLM>\1\thaute et basse pression. 11.Dispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 30 8 à 10, caractérisé en ce que le au moins un échangeur de chaleur (5,\n<CLM>\1\tmet en échange thermique le fluide de travail avec au moins un fluide parmi : de l'eau, de l'air, de l'azote, de l'hélium, de l'hydrogène, du méthane, du néon , de l'oxygène ou de l'argon . 3047551 15 12.Dispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la au moins une vanne (9) de régulation de type linéaire est actionnée par son moteur linéaire à la même fréquence que la fréquence de fonctionnement du détendeur (10) à piston linéaire pour lequel 5 la vanne (9) commande la fourniture ou le retrait de fluide de travail mais de façon déphasée par rapport à l'actionnement du détendeur (10) à piston. 13.Dispositif de réfrigération selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend deux compresseurs (20,\n<CLM>\1\tà piston linéaire disposés en série, le circuit de travail comprenant une première 10 conduite (111) haute pression reliant une sortie à haute pression d'un premier compresseur (20) à l'entrée d'un second compresseur (21) via un système de clapet (14) anti-retour et une seconde conduite (11) haute pression reliant une sortie à haute pression du second compresseur (21) à l'entrée du premier compresseur (20) via au moins un échangeur (24, 26,\n<CLM>\1\t15 de chaleur en échange thermique avec le fluide de travail, un système de clapet(s) (14,\n<CLM>\1\tanti-retour, au moins une et de préférence deux vannes (9) de régulation de type linéaire et au moins un et de préférence deux détendeurs (25,\n<CLM>\1\tà piston linéaire, la au moins une vanne (9) de régulation étant pilotée pour transférer du fluide issu des compresseurs (20,\n<CLM>\1\tet 20 ayant échangé thermiquement avec le au moins un échangeur (24, 26,\n<CLM>\1\tde chaleur vers le au moins un détendeur (25,\n<CLM>\1\tpuis pour transférer le fluide détendu issu du au moins un détendeur (25,\n<CLM>\1\tdans les compresseurs (20,\n<CLM>\1\tavec un échange thermique intermédiaire avec au moins un échangeur (24, 26,\n<CLM>\1\tde chaleur. 25 14.Dispositif de réfrigération selon la revendication 13, caractérisé en ce que le circuit de travail comprend un séparateur (29) de phase disposé en aval d'au moins une vanne (9) de régulation pour liquéfier au moins une partie du fluide de travail à la sortie d'un détendeur (25,\n<CLM>\1\tet séparer la phase liquide de la phase gazeuse de ce dernier. 30 15.Dispositif de réfrigération selon la revendication 14, caractérisé en ce que le circuit de travail comprend une conduite (30) de prélèvement de fluide de travail liquéfié et une conduite (31) de fourniture de fluide de travail au circuit sous forme gazeuse.