[发明专利]制冷装置和系统

说明书

披露了一种低温制冷装置，该制冷装置包括工作回路(10)，该工作回路形成环路并且装有工作流体，该工作回路(10)形成循环，该循环串联地包括：压缩机构(2，3)；冷却机构(4，5，6)；膨胀机构(7)；以及加热机构(6，8)，该装置(1)进一步包括制冷热交换器(8)，该制冷热交换器用于通过与在该工作回路(10)中流动的工作流体进行热交换而从至少一个构件(125)中提取热量，该压缩机构(2，3)包括两个单独的压缩机(2，3)，该用于冷却该工作流体的机构(4，5，6)包括两个冷却热交换器(4，5)，这两个冷却热交换器分别布置在该两个压缩机(2，3)的出口处并且确保该工作流体与冷却流体之间的热交换，每个冷却热交换器(4，5)包括冷却流体入口(24，25)和冷却流体出口(34，35)，其特征在于，该两个冷却热交换器(4，5)中的一个冷却热交换器的冷却流体出口(34，35)连接至该另一冷却热交换器(5)的冷却流体入口(25，24)。

本发明涉及一种用于制冷的装置和系统。

本发明更具体地涉及一种用于在-100摄氏度与-273摄氏度之间、尤其在-100摄氏度至-253摄氏度之间的温度下制冷的低温制冷装置，该制冷装置包括工作回路，该工作回路形成环路并且装有工作流体，该工作回路形成循环，该循环串联地包括：用于压缩工作流体的机构；用于冷却工作流体的机构；用于使工作流体膨胀的机构；以及用于加热工作流体的机构，该装置包括制冷热交换器，该制冷热交换器旨在通过与在该工作回路中循环的工作流体进行热交换而从至少一个构件中提取热量，该压缩机构包括两个分开的压缩机，该用于冷却该工作流体的机构包括两个冷却热交换器，这两个冷却热交换器分别布置在该两个压缩机的出口处并且确保该工作流体与冷却流体之间的热交换，每个冷却热交换器包括用于冷却流体的入口和用于冷却流体的出口。

该低温制冷装置表示用于在-100摄氏度与-273摄氏度、尤其在-100摄氏度与-253摄氏度之间的温度下制冷的系统。

本发明尤其涉及低温制冷机或液化器，例如具有“涡轮布雷顿”循环或“涡轮布雷顿冷却器”的类型，其中工作气体、还被称为循环气体(氦气、氮气、氢气或另一纯气体或混合物)经过产生冷量的热力循环，该冷量可以传递到要冷却的构件或气体。

这些装置用于多种多样的应用，特别是用于冷却储箱中的天然气(例如在船舶中)。液化天然气例如被过冷以避免其汽化，或者气态部分被冷却以便再液化。

例如，可以使天然气流在由制冷机/液化器的循环气体冷却的热交换器中循环。

这些装置可以包括插在压缩级的出口处的多个热交换器。这些装置结合在周围物体或环境中，其体积是有限的。因此，难以结合各种交换器和相关联的管道。在一些情况下，工作气体的冷却可能出现问题。

本发明的目的是克服上述现有技术的全部或一些缺点。

为此，根据本发明的、在其他方面也符合在上面的前序部分中给出的其一般定义的装置的实质性特征在于，用于这两个冷却热交换器之一的冷却流体的出口连接至用于另一冷却热交换器的冷却流体的入口，使得穿过其中一个冷却热交换器的一部分冷却流体流已经在另一冷却热交换器中循环。

此外，本发明的实施例可以包括以下特征中的一个或多个：

-这两个压缩机串联地布置在工作回路中，

-冷却剂回路首先将冷却流体供应至在工作流体的循环方向上串联的第一冷却热交换器，并且接着在该工作流体的循环方向上串联的第二冷却热交换器被供以穿过第一冷却热交换器的冷却流体，

-该冷却剂回路首先将冷却流体供应至在工作流体的循环方向上串联的第二冷却热交换器，在该工作流体的循环方向上串联的第一冷却热交换器被供以穿过该第二冷却热交换器的冷却流体，