[发明专利]用于低温再凝结制冷的水平翅片式热交换器

权利要求书

1.一种低温系统，包括：

容纳液态氦(LH)的液态氦容器(22、24、26)；

被浸入所述液态氦中的超导磁体绕组(20)；

氦蒸汽再冷凝器(30)，所述氦蒸汽再冷凝器(30)具有氦蒸汽在其上再凝结的平滑表面再冷凝器(50、50’、50″)，所述再冷凝器表面由中断结构(52、52’、52″)间歇地中断，所述中断结构中的至少一个导致在平滑表面上凝结的液态氦离开再冷凝器，而不必在平滑表面上行进所述再冷凝器的全部竖直长度，并使在再冷凝器表面上形成的一定厚度的液态氦膜断裂。

2.如权利要求1所述的低温系统，其特征在于，所述中断结构包括翅片(52)和凹槽(52’、52″)中的至少一种。

3.如权利要求2所述的低温系统，其特征在于，所述再冷凝器(30)的所述平滑表面(50、50’、50”)是大体圆柱形并且竖直定向，翅片(52)和凹槽(52’、52″)中的至少一种绕大体圆柱形的再冷凝器表面沿周向地延伸。

4.如权利要求2所述的低温系统，其特征在于，所述再冷凝器表面(50、50’，50″)是大体圆柱形并且竖直定向，翅片(52)和凹槽(52’、52″)中的至少一种绕大体圆柱形的再冷凝器表面螺旋形延伸。

5.如权利要求1所述的低温系统，其特征在于，导致液态氦离开再冷凝器表面的所述中断结构包括多个凹槽(52″)，所述凹槽绕再冷凝器表面以大致相反倾斜方向的螺旋形延伸。

6.如权利要求1所述的低温系统，其特征在于，所述中断结构包括：

具有倾斜上表面(54)的至少一个翅片(52)，所述上表面远离邻近的再冷凝器表面部分向下倾斜，并终止于滴落边缘(56)，液态氦液滴从所述滴落边缘离开再冷凝器表面，不必行进所述再冷凝器表面的全部长度。

7.如权利要求6所述的低温系统，其特征在于，所述再冷凝器表面(50)是大体圆柱形、并且还包括一个竖直地层叠在另一个上方的多个水平翅片(52)。

8.如权利要求1所述的低温系统，其特征在于，所述中断结构包括切入所述再冷凝器表面的凹槽(52’、52″)，所述凹槽的上边缘被构置成以尖锐边缘(56’)与平滑再冷凝器表面(52’、52″)相接。

9.如权利要求8所述的低温系统，其特征在于，还包括在再冷凝器表面上以螺旋图案布置的多个凹槽(52’、52″)。

10.一种制造如权利要求1所述再冷凝器(30)的方法，所述方法包括：

机加工金属元件以形成环形的平滑再冷凝器表面(30)，所述表面由从环形的平滑表面突出的多个环形或螺旋形延伸的翅片(52)或切入环形的平滑表面的凹槽(52’、52″)中断。

11.一种保持超导磁体绕组(20)浸入液态氦(LH)的方法，所述方法包括：

将由液态氦汽化的氦蒸汽(VH)在平滑再冷凝器表面(50、50’、50”)上再冷凝，在所述再冷凝器表面上形成液态氦(LH)膜；

使所述液态氦膜沿平滑再冷凝器表面间歇地断裂。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使液态氦膜断裂的步骤包括：

导致液态氦离开平滑再冷凝器表面，而不必行进所述再冷凝器表面的全部竖直长度。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使液态氦膜断裂的步骤包括：

使用从平滑再冷凝器表面突出的环形或螺旋翅片(52)或切入平滑再冷凝器表面的凹槽(52’、52″)。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述翅片(52)或凹槽(52’、52″)包括滴落边缘(56、56’)，液态氦从所述滴落边缘滴落并因重力回到浸泡超导磁体绕组(20)的液态氦中。

15.一种再冷凝器(30)，包括：

具有平滑表面(50)的被冷却物体，所述被冷却物体被构置成沿竖直轴线安装，使得表面上的液体因重力朝向所述表面的下端部流动；

绕所述平滑表面周向延伸的多个翅片(52)，每一翅片的顶部边缘与上方紧挨的平滑表面部分的一部分平齐，每一翅片的底部边缘的周长大于顶部边缘的周长，并且在每一翅片(52)的顶部边缘与底部边缘之间形成平滑倾斜表面(54)。