[发明专利]低温冷却系统

权利要求书

1.一种低温冷却系统，包括：

第一级、第二级和第三级，其中所述第二级布置在所述第一级和所述第三级之间；

第一稀释单元，其包括第一蒸馏器和第一混合室，其中所述第一蒸馏器热耦合到所述第一级，并且所述第一混合室热耦合到所述第三级；以及

第二稀释单元，其包括第二蒸馏器和第二混合室，其中所述第二蒸馏器热耦合到所述第一级，并且所述第二混合室热耦合到所述第二级。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一混合室构造成在所述第一稀释单元和所述第二稀释单元的操作期间获得低于所述第二混合室温度的温度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二稀释单元还包括热交换单元，所述热交换单元将所述第二蒸馏器流体耦合至所述第二混合室，其中所述热交换单元的至少一部分包括连续热交换器。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括：第四级，其布置在所述第一级与所述第二级之间，其中所述连续热交换器布置在所述第一级与所述第四级之间，且其中所述第二稀释单元的热交换单元还包括布置在所述第四级与所述第二级之间的一个或多个阶梯式热交换器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统布置成：所述第一稀释单元和所述第二稀释单元的操作使得每个所述级获得各自的基础温度，其中所述第三级布置成获得低于所述第二级的基础温度，并且所述第二级布置成获得低于所述第一级的基础温度。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二级的基础温度为从20至100毫开尔文。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二级的基础温度为从20至50毫开尔文。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其中，所述第一级的基础温度为从0.5至2开尔文。

9.根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其中，所述第三级的基础温度小于25毫开尔文。

10.根据权利要求5-7中任一项所述的系统，其中，所述第三级的基础温度小于10毫开尔文。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括：热辐射防护屏，其布置成围绕所述第一级、第二级和第三级；以及机械制冷机，其热耦合到所述热辐射防护屏。

12.根据权利要求11所述的系统，还包括：冷却回路，其构造成使工作流体在所述第一稀释单元和所述第二稀释单元周围循环。

13.根据12所述的系统，其中，所述冷却回路包括冷凝管线，其中所述冷凝管线的第一部分从所述热辐射防护屏内的第一位置延伸至所述第一稀释单元，且所述冷凝管线的第二部分从所述第一位置延伸至所述第二稀释单元。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述冷却回路还包括蒸馏器泵送管线，其中，所述蒸馏器泵送管线的第一部分从所述第一稀释单元延伸至所述热辐射防护屏内的第二位置，且所述蒸馏器泵送管线的第二部分从所述第二稀释单元延伸至所述第二位置。

15.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，还包括：第一冷却回路，其构造成使第一工作流体围绕所述第一稀释单元循环；以及第二冷却回路，其构造成使第二工作流体围绕所述第二稀释单元循环。

16.根据权利要求1所述的系统，还包括：电气元件，其安装到一个或多个级上，其中所述电气元件的操作局部地散发热量。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，一个或多个所述电气元件被安装到所述第二级。