[發明專利]超導器件及材料的液氮降溫方法和實現該方法的超導制冷機

有效

• 申請號: 201410006802.3
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103900315A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 張金喜;丁志鋼;張澤南;施俊業;唐鼎;徐博;金明春;高黎明;陳躍;李廷剛;江林高;余祁;朱威華;高俊英
• 申請（專利權）人: 沃姆制冷設備（上海）有限公司
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

1.超導器件及材料的液氮降溫方法，其特征在于，在利用低溫液氮氣對超導器件或材料進行傳導和對流式降溫的同時，利用氦制冷系統對超導器件或材料進行傳導式降溫；

并且通過將氮氣抽出，加強對流式降溫效果。

2.根據權利要求1所述的超導器件及材料的液氮降溫方法，其特征在于：在試驗器件或材料穩定在液氮試驗溫區后，停止液氮降溫，依靠氦制冷系統平衡超導器件或材料的散熱，維持液氮試驗溫區。

3.根據權利要求1或2所述的超導器件及材料的液氮降溫方法，其特征在于：超導器件及材料的降溫過程在一密封艙體內進行，密封艙體內設有一用于放置超導器件或材料的試驗臺托板，首先，將超導器件及材料放置于試驗臺托板上；

然后，利用液氮泵產生低溫液氮氣，通過與液氮泵連接的數對液氮噴槍的對噴來產生激濺、混流和蒸發的作用，再通過液氮通道到達試驗臺托板處，對試驗臺托板上的超導器件或材料進行傳導和對流式降溫；

同時，利用氦制冷機對試驗臺托板上的超導器件或材料進行傳導式降溫；

并且，利用真空泵將氮氣抽出，加強對流式降溫效果。

4.根據權利要求3所述的超導器件及材料的液氮降溫方法，其特征在于：密封艙體內設有一蒸發腔，數對液氮噴槍位于所述蒸發腔內；

所述蒸發腔上蓋有一防濺射蓋板組，所述防濺射蓋板組內開有所述液氮通道，所述試驗臺托板上開有液氮通孔，所述液氮通孔與所述液氮通道聯通；

所述防濺射蓋板組包括一位于上方的防濺射迷宮上板、一位于下方的防濺射迷宮下板，所述防濺射迷宮上板與防濺射迷宮下板壓緊在一起；

所述防濺射迷宮下板上開有數對進氮通孔；

所述防濺射迷宮上板的上，與所述試驗臺托板的液氮通孔相對應的位置開有出氮通孔，所述防濺射迷宮上板的下部還設有數條氮氣流通溝道，任意一條所述氮氣流通溝道至少經過一個所述出氮通孔，且至少與一個所述進氮通孔聯通；

依次聯通的進氮通孔、氮氣流通溝道、出氮通孔構成所述液氮通道。

5.一種超導制冷機，包括一密封艙體，所述密封艙體上裝有一可開啟的艙蓋，其特征在于，所述密封艙體內固定有一試驗臺，所述實驗臺上設有一用于放置超導器件或材料的試驗臺托板；

所述試驗臺托板下方設有一蒸發腔，所述蒸發腔內固定有數對液氮噴槍，所述數對液氮噴槍連接一液氮泵，所述蒸發腔上蓋有一防濺射蓋板組，所述防濺射蓋板組內開有液氮通道，所述試驗臺托板上開有液氮通孔，所述液氮通孔與所述液氮通道聯通；

所述超導制冷機還包括一真空泵，所述真空泵的抽氣端位于所述試驗臺托板上方，所述抽氣端的抽氣口朝向所述試驗臺托板；

所述超導制冷機還包括一氦制冷機，所述氦制冷機的制冷頭位于試驗臺托板下方，且與所述試驗臺托板的下表面連接。

6.根據權利要求5所述的一種超導制冷機，其特征在于：一種超導制冷機，還包括一杜瓦瓶，采用所述杜瓦瓶作為所述密封艙體。

7.根據權利要求5所述的一種超導制冷機，其特征在于：所述防濺射蓋板組包括一位于上方的防濺射迷宮上板、一位于下方的防濺射迷宮下板，所述防濺射迷宮上板與防濺射迷宮下板壓緊在一起；

所述防濺射迷宮下板上開有數對進氮通孔；

所述防濺射迷宮上板的上，與所述試驗臺托板的液氮通孔相對應的位置開有出氮通孔，所述防濺射迷宮上板的下部還設有數條氮氣流通溝道，任意一條所述氮氣流通溝道至少經過一個所述出氮通孔，且至少與一個所述進氮通孔聯通；

依次聯通的進氮通孔、氮氣流通溝道、出氮通孔構成所述液氮通道。

8.根據權利要求7所述的一種超導制冷機，其特征在于：所述防濺射迷宮下板、所述防濺射迷宮上板、所述試驗臺托板的橫截面均呈圓形，且各圓心位于一條直線上，

所述防濺射迷宮上板的下部，沿徑向開有數條氮氣流通溝道，數條氮氣流通溝道在所述防濺射迷宮上板中心處聯通在一起；

所述防濺射迷宮上板的中心處開有一中心出氮通孔，所述試驗臺托板的中心處開有一中心液氮通孔；

各進氮通孔到所述防濺射迷宮下板的中心的距離相等，各出氮通孔到所述防濺射迷宮上板的中心的距離相等，任意一條所述氮氣流通溝道經過一個所述出氮通孔，且與一個所述進氮通孔聯通，同時與所述中心出氮通孔聯通。

各進氮通孔到所述防濺射迷宮下板的中心的距離優選小于各出氮通孔到所述防濺射迷宮上板的中心的距離。