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Cryo-refroidisseurs tube à gaz pulsé – 10 K - 80 K  [ Retour vers  Equipements vol pour la réfrigération  ]

Une alternative technologique aux cryo-refroidisseurs Stirling

Fonctionnant sans aucune pièce mobile à froid, ces refroidisseurs, comparés aux refroidisseurs Stirling, offrent une durée de vie accrue, un niveau de vibration très faible pour un coût réduit.

 (© Air Liquide / Photo Patrick Avavian)Développés en partenariat avec le CEA/SBT et Thales Cryogenics BV, ces refroidisseurs Pulse Tube fonctionnent sur le cycle inverse de Stirling dans lequel le piston de détente (appelé déplaceur) est remplacé ici par un piston gazeux.
Le système est composé d'un oscillateur de pression naturellement équilibré (2 pistons en opposition) et d'un doigt froid à tube à gaz pulsé coaxial.
Le compresseur utilise 2 moteurs linéaires à aimant mobile supportés par des paliers flexibles. La suppression des pièces mobiles dans le doigt froid, les bobines fixes placées à l’extérieur du volume de gaz du cycle et les paliers flexibles permettant de supprimer tout contact chemise/piston du compresseur sont gages d'une très grande fiabilité.
Une électronique de pilotage (CDE, Cooler Drive Electronic est proposée pour le pilotage du système, la gestion de la température, des micro-vibrations et des sécurités.

Gamme

  • 40-80 K LPTC Cooler (Large Pulse Tube Cooler)
  • 50-80 K MPTC Cooler (Mini Pulse Tube Cooler)
  • 20-50 K HiPTC Cooler (Heat intercepted Pulse Tube Cooler)

Bénéfices clefs

  • Facilité d'intégration : le niveau de vibration réduit et la robustesse du doigt froid facilitent l'intégration du système au plus proche de l'application à refroidir.
  • Grande fiabilité et durée de vie : d’une part cet équipement met en œuvre un doigt froid complètement passif et, d’autre part, les pistons du compresseurs sont supportés par des paliers flexibles supprimant tout contact avec les chemises.
  • Coût réduit : la simplicité du doigt froid inhérente à l’absence de pièces mobiles et donc l’absence de motorisation, réduit considérablement la complexité de l’électronique de pilotage (CDE). Les avantages inhérents aux vibrations réduites et à la robustesse du doigt froid contribuent à réduire l’impact système et donc les coûts.
  • Niveau de vibration compatible avec les applications spatiales : le niveau de vibration remarquablement bas (quelques mN) rend compatible ces machines avec les très strictes spécifications de microgravité spatiale.

Caractéristiques techniques principales

 

LPTC Cooler

MPTC Cooler

HiPTC Cooler

Masse

5,1 kg

2,8 kg

< 7 kg

Puissance cryogénique

2,3 W à 50 K, environnement 10°C

1,5 W à 80 K, environnement 15°C

300 mW à 20 K, environnement 20°C

Température limite de charge

39 K

47 K

12 K

Puissance électrique max d'alimentation

200 W sur le bus dc

50 W sur le bus dc

200 W sur le bus dc

Budget à l'intercept

-

-

> 5 W à 80 K

Normes

  • Standards spatiaux ECSS ESA