FR2747767A1

FR2747767A1 - CRYOSTAT FOR CRYOGENIC COOLER AND COOLERS COMPRISING SUCH A CRYOSTAT

Info

Publication number: FR2747767A1
Application number: FR9605086A
Authority: FR
Inventors: Patrick Curlier
Original assignee: Cryotechnologies SA
Current assignee: Cryotechnologies SA
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-10-24
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: EP0803687B1; EP0803687A1; DE69713547D1; FR2747767B1; DE69713547T2

Abstract

L'invention a pour objet un cryostat pour refroidisseur cryogénique à monter alternativement sur le carter d'un refroidisseur à cycle de Stirling ou sur celui d'un refroidisseur à cycle de type à tube à gaz pulsé. A l'intérieur d'une enveloppe d'isolation thermique (1), solidaire d'une embase (4) de montage sur ledit carter (50, 60), ce cryostat comporte un régénérateur thermique (5) en disposition annulaire autour d'un volume axial (6) s'étendant entre un échangeur froid (8) qui est en contact thermique avec le composant à refroidir (21) et fait communiquer le régénérateur (5) avec ledit volume axial en fond du cryostat (30), et une couronne (71) de distribution de gaz dans ledit régénérateur (5), en tête du cryostat, qui est formée par une pièce centrale (10, 20) se montant à travers ladite embase axialement en son centre.The invention relates to a cryostat for a cryogenic cooler to be mounted alternately on the casing of a Stirling cycle cooler or on that of a cycle cooler of the pulsed gas tube type. Inside a thermal insulation envelope (1), integral with a base (4) for mounting on said housing (50, 60), this cryostat comprises a thermal regenerator (5) in an annular arrangement around it. an axial volume (6) extending between a cold exchanger (8) which is in thermal contact with the component to be cooled (21) and communicates the regenerator (5) with said axial volume at the bottom of the cryostat (30), and a ring (71) for distributing gas in said regenerator (5), at the head of the cryostat, which is formed by a central part (10, 20) which is mounted through said base axially at its center.

Description

La présente invention concerne la conception et la réalisation desThe present invention relates to the design and production of

refroidisseurs cryogéniques qui mettent en oeuvre un gaz de travail suivant un cycle thermodynamique en circuit fermé entre une chambre de compression et une chambre de détente, en passant par un accumulateur thermique dit régénérateur, qui assure un échange de récupération cryogenic coolers which use a working gas following a thermodynamic cycle in a closed circuit between a compression chamber and an expansion chamber, passing through a so-called regenerative thermal accumulator, which ensures a recovery exchange

entre gaz chaud comprimé et gaz froid détendu. between compressed hot gas and expanded cold gas.

Ces refroidisseurs comportent, de manière classique, un oscillateur de pression piloté pour faire varier le volume de la chambre de compression, et un doigt froid se terminant par la chambre de détente, en contact thermique avec un élément à refroidir, placé au fond d'une enveloppe d'isolation thermique. L'élément à refroidir est couramment un composant électronique qu'il s'agit de maintenir en fonctionnement à des températures comprises entre 60 *K et These coolers conventionally comprise a pressure oscillator controlled to vary the volume of the compression chamber, and a cold finger terminating in the expansion chamber, in thermal contact with an element to be cooled, placed at the bottom of a thermal insulation envelope. The element to be cooled is commonly an electronic component which must be kept in operation at temperatures between 60 * K and

'K, afin notamment d'améliorer le rapport signal sur bruit. 'K, in particular to improve the signal to noise ratio.

Dans un tel contexte, qui implique bien des domaines de l'industrie o il est utilisé des composants élec- In this context, which involves many areas of industry where electrical components are used

troniques ou optoélectroniques, les refroidisseurs cryo- géniques du type en question rencontrent un succès chaque jour grandissant, principalement quand ils sont conçus pour être fabriqués à faible coût sous des formes intégrant l'oscillateur de pression avec le doigt froid dans un même tronic or optoelectronic, cryogenic coolers of the type in question meet with increasing success every day, mainly when they are designed to be produced at low cost in forms integrating the pressure oscillator with the cold finger in the same

ensemble mécanique n'ayant plus besoin de conduites externes pour fermer le circuit de gaz de travail. mechanical assembly no longer needing external pipes to close the working gas circuit.

Mais, par ailleurs, la variété de leurs applications industrielles a entraîné le développement de différentes configurations technologiques de refroidisseurs en fonction30 du cycle de travail le mieux adapté aux circonstances. On les trouvera décrites dans leur principe dans un article de But, moreover, the variety of their industrial applications has led to the development of different technological configurations of chillers according to the work cycle best suited to the circumstances. They will be found described in principle in an article by

Damien Feger intitulé "Refroidissement des détecteurs opto- électroniques" paru dans "Techniques de l'Ingénieur, traité Electronique" pages E4070-1 à 11. Damien Feger entitled "Cooling of opto-electronic detectors" published in "Engineering techniques, Electronic treaty" pages E4070-1 to 11.

Cet article fait déjà état des particularités spécifiques à chaque configuration et des critères présidant au choix de l'une ou l'autre. En relation avec la présente invention, il convient de souligner en particulier que, d'une manière générale, les refroidisseurs du type à tube à gaz pulsé (TGP) pêchent par un rendement inférieur à celui des configurations à cycle de Stirling, alors que quand la This article already describes the specific features of each configuration and the criteria for choosing one or the other. In connection with the present invention, it should be emphasized in particular that, in general, the pulsed gas tube type (TGP) type coolers fish by a lower efficiency than that of the Stirling cycle configurations, whereas when the

notion de rendement perd de son importance, les refroi- notion of yield loses its importance, the cooling

disseurs à tube à gaz pulsé prennent le pas sur les refroi- pulsed gas tube dissectors take precedence over cooling

disseurs à cycle de Stirling. Ne serait-ce que pour des questions de coût, ils ont l'avantage d'impliquer un nombre de pièces plus limité et une exigence moindre dans la réalisation des étanchéités. De ce dernier point de vue, on rappellera que les refroidisseurs à cycle de Stirling15 comportent un piston dit "déplaceur" qui est monté à coulis- sement dans le doigt froid terminé par la chambre de Stirling cycle dissectors. If only for cost reasons, they have the advantage of involving a more limited number of parts and a lower requirement in the production of seals. From this last point of view, it will be recalled that the Stirling15 cycle coolers include a piston called "displacer" which is slidably mounted in the cold finger terminated by the

détente, d'o le besoin d'une étanchéité au gaz de type dynamique. trigger, hence the need for dynamic gas tightness.

Dans le but de diminuer encore le coût et d'apporter une meilleure souplesse d'utilisation des refroidisseurs dans toutes sortes d'applications, la présente invention se propose principalement de mettre à la disposition des uti- lisateurs un cryostat qui ne se limite pas à une enveloppe isolante apte à recevoir le doigt froid du refroidisseur,25 mais qui incorpore une partie de ses organes essentiels, sous une forme permettant leur adaptation interchangeable à With the aim of further reducing the cost and providing better flexibility of use of the coolers in all kinds of applications, the present invention mainly proposes to make available to the users a cryostat which is not limited to an insulating envelope capable of receiving the cold finger of the cooler, but which incorporates part of its essential organs, in a form allowing their interchangeable adaptation to

différentes configurations.different configurations.

Plus précisément, un cryostat pour refroidisseur cryogénique réalisé suivant l'invention s'adapte aisément, conformément à son caractère interchangeable, tant à une configuration à tube à gaz pulsé qu'à une configuration à cycle de Stirling, et que le pilotage de l'oscillateur de pression passe par un entraînement de type rotatif à vilebrequin ou de type linéaire, suivant les expressions utilisées par l'homme de l'art, telles qu'elles sont More precisely, a cryostat for cryogenic cooler produced according to the invention easily adapts, in accordance with its interchangeable nature, both to a configuration with pulsed gas tube and to a Stirling cycle configuration, and that the control of the pressure oscillator goes through a rotary crankshaft or linear type drive, according to the expressions used by a person skilled in the art, as they are

reprises notamment dans l'article déjà cité. repeated in particular in the article already cited.

Par ses différentes caractéristiques telles qu'elles seront décrites et revendiquées ci-après, l'invention permet aussi d'apporter des améliorations sensibles à la cons- truction des refroidisseurs intégrant un tel cryostat et à leur mode de pilotage. Les avantages qui en résultent concernent en particulier la combinaison du cryostat avec un oscillateur de pression dans un mode réalisation relevant By its various characteristics as will be described and claimed below, the invention also makes it possible to bring appreciable improvements to the construction of the coolers incorporating such a cryostat and to their mode of control. The resulting advantages relate in particular to the combination of the cryostat with a pressure oscillator in a relevant embodiment.

d'une configuration à tube à gaz pulsé. of a pulsed gas tube configuration.

En outre, les particularités proposées pour les différents éléments constitutifs des cryostats selon In addition, the special features proposed for the different components of cryostats according to

l'invention présentent l'avantage de se prêter parti- culièrement bien aux modes de fonctionnement respectifs des15 deux types de refroidisseurs et d'améliorer leurs performances propres. Tel est le cas notamment des dispo- The invention has the advantage of lending itself particularly well to the respective operating modes of the two types of coolers and of improving their own performance. This is particularly the case with the provisions

sitions préconisées pour le régénérateur, qui a la charge d'absorber et libérer de la chaleur, alternativement, par rapport au gaz qui le traverse. Tel est le cas également20 d'un échangeur avantageusement prévu en zone froide, au niveau de la chambre de détente, pour favoriser le transfert thermique vers le composant à refroidir, ainsi que pour un échangeur se situant en zone chaude et sous pression qui est spécialement utile dans les refroidisseurs du type à gaz Sections recommended for the regenerator, which is responsible for absorbing and releasing heat, alternately, compared to the gas passing through it. This is also the case20 of an exchanger advantageously provided in a cold zone, at the level of the expansion chamber, to promote heat transfer to the component to be cooled, as well as for an exchanger located in a hot zone and under pressure which is specially useful in gas type coolers

pulsé, pour favoriser une déperdition thermique vers l'extérieur. pulsed, to promote heat loss to the outside.

Ainsi, l'invention a plus précisément pour objet un cryostat pour refroidisseur cryogénique mettant en oeuvre un circuit fermé de gaz de travail entre une chambre de30 compression située dans un carter d'oscillateur de pression associé et une chambre de détente située en fond du cryostat, en situation d'échange thermique avec un composant à refroidir, caractérisé en ce qu'à l'intérieur d'une enveloppe d'isolation thermique, solidaire d'une embase de montage sur ledit carter, il comporte un régénérateur thermique interposé sur le circuit du gaz de travail, en disposition annulaire autour d'un volume axial s'étendant entre un échangeur froid qui est en contact thermique avec le composant à refroidir et fait communiquer le régénérateur avec ledit volume axial en fond du cryostat, et une couronne de distribution de gaz dans ledit régénérateur, en tête du cryostat, à partir d'un conduit percé à travers l'embase pour connexion à la chambre de compression, et en ce que ladite couronne de distribution est formée par une pièce centrale se montant à travers ladite embase axialement en Thus, the invention more specifically relates to a cryostat for cryogenic cooler implementing a closed working gas circuit between a compression chamber located in an associated pressure oscillator casing and an expansion chamber located at the bottom of the cryostat. , in a heat exchange situation with a component to be cooled, characterized in that inside a thermal insulation envelope, integral with a mounting base on said casing, it comprises a thermal regenerator interposed on the working gas circuit, in annular arrangement around an axial volume extending between a cold exchanger which is in thermal contact with the component to be cooled and makes the regenerator communicate with said axial volume at the bottom of the cryostat, and a ring of distribution of gas in said regenerator, at the head of the cryostat, from a conduit pierced through the base for connection to the compression chamber, and e n that said distribution ring is formed by a central piece which is mounted through said base axially in

son centre.its center.

Ladite pièce centrale est avantageusement montée de manière amovible dans ladite embase, notamment par vissage étanche. Ceci la rend facilement interchangeable entre un premier modèle pour fonctionnement du volume axial en piston gazeux dans un refroidisseur du type à tube à gaz pulsé, et un second modèle, présentant un alésage axial propre à être traversé par un piston déplaceur de refroidisseur à cycle de20 Stirling, introduit à coulissement étanche dans le même volume axial. Ainsi, on peut utiliser un même cryostat, Said central part is advantageously removably mounted in said base, in particular by tight screwing. This makes it easily interchangeable between a first model for operation of the axial volume by gas piston in a cooler of the pulsed gas tube type, and a second model, having an axial bore suitable for being traversed by a displacement piston of the cycle cooler of 20 Stirling, introduced with sliding sliding in the same axial volume. So we can use the same cryostat,

construit suivant l'invention, sans rien changer d'autre à son dimensionnement ou à sa fabrication, pour l'intégrer avec un oscillateur de pression adapté de manière à25 constituer un refroidisseur répondant à l'une ou l'autre de ces configurations majeures. built according to the invention, without changing anything else in its design or in its manufacture, to integrate it with a pressure oscillator adapted so as to constitute a cooler corresponding to one or the other of these major configurations.

Dans la pièce centrale suivant le modèle destiné à un refroidisseur fonctionnant suivant le principe du cycle à gaz pulsé, il est avantageusement ménagé au moins un canal30 de passage du gaz sous débit contrôlé entre un réservoir tampon de gaz formé à l'intérieur du carter de l'oscillateur de pression, et le volume axial interne au cryostat qui fonctionne en tube à gaz. Il est d'ailleurs avantageux d'y ajouter un ou plusieurs autres canaux à débit contrôlé35 permettant un prélèvement de gaz chaud directement en sortie de compression, au niveau de la couronne de distribution In the central part according to the model intended for a cooler operating according to the principle of the pulsed gas cycle, there is advantageously provided at least one channel 30 for the passage of gas under controlled flow rate between a gas buffer tank formed inside the casing of the pressure oscillator, and the internal axial volume of the cryostat which operates in a gas tube. It is also advantageous to add one or more other channels with controlled flow35 allowing hot gas to be taken directly from the compression outlet, at the level of the distribution ring.

vers le régénérateur.to the regenerator.

Dans le cas alternatif d'un refroidisseur mettant en oeuvre un cycle de Stirling, le volume interne se trouve au contraire occupé par le piston déplaceur, qui est préféren- tiellement plein, réalisé en un matériau de faible In the alternative case of a cooler implementing a Stirling cycle, the internal volume is on the contrary occupied by the displacing piston, which is preferably full, made of a material of low

conductivité thermique, et qui ne laisse libre au gaz que le volume de la chambre de détente au fond du cryostat. thermal conductivity, and which leaves free to the gas only the volume of the expansion chamber at the bottom of the cryostat.

De préférence, la pièce centrale, avec sa couronne Preferably, the central piece, with its crown

de distribution, est réalisée solidaire d'un tube central limitant ledit volume axial. Ce tube est alors avanta- distribution, is made integral with a central tube limiting said axial volume. This tube is then

geusement de même diamètre interne que l'alésage axial du modèle destiné à un raccordement du cryostat sur un refroi- disseur à cycle de Stirling. Il peut donc constituer soit le15 tube contenant le gaz pulsé dans le premier modèle, soit le tube guide du piston déplaceur du refroidisseur dans le the same internal diameter as the axial bore of the model intended for connection of the cryostat to a Stirling cycle cooler. It can therefore constitute either the tube containing the pulsed gas in the first model, or the guide tube of the displacer piston of the cooler in the

second cas.second case.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est associé au cryostat un échangeur chaud, se positionnant dans le volume interne en tête du cryostat. Son rôle se situe dans l'évacuation des calories qui s'effectue par déperdition thermique vers l'extérieur à travers l'embase et le carter de la partie compresseur du refroidisseur, réalisés à cette fin en matériau thermiquement conducteur.25 Il est spécialement utile dans la variante de refroidisseur According to another characteristic of the invention, there is associated with the cryostat a hot exchanger, positioned in the internal volume at the head of the cryostat. Its role is in the evacuation of calories which takes place by heat loss to the outside through the base and the casing of the compressor part of the cooler, made for this purpose in thermally conductive material.25 It is especially useful in the cooler variant

à tube à gaz pulsé, compte tenu de la chaleur à évacuer en sortie du tube à gaz, qui se rajoute à la chaleur emma- with pulsed gas tube, taking into account the heat to be evacuated at the outlet of the gas tube, which is added to the heat emma-

gasinée par le gaz en retour du régénérateur. gasinated by the gas back from the regenerator.

En ce qui concerne du moins l'échangeur froid, mais le cas échéant également l'échangeur chaud, l'invention prévoit, suivant une caractéristique secondaire, que l'on peut appliquer avantageusement avec les autres en toute combinaison opérante, d'utiliser une structure à géométrie de révolution, faisant alterner autour de l'axe du cryostat, dans une disposition de marguerite, des zones massives en matériau bon conducteur thermique et des zones vides ouvertes au passage du gaz. En conséquence, ces zones se situent notamment à cheval, de part et d'autre, par rapport à un épaulement de centrage de l'extrémité du tube central. Il est souvent avantageux de combiner un tel échangeur froid avec un feuilleté de grilles perforées ayant pour effet d'assurer une tranquillisation du flux gazeux au With regard to at least the cold exchanger, but where appropriate also the hot exchanger, the invention provides, according to a secondary characteristic, which can be applied advantageously with the others in any operating combination, to use a structure with geometry of revolution, alternating around the axis of the cryostat, in a daisy arrangement, massive zones made of a material which is a good thermal conductor and empty zones open to the passage of gas. Consequently, these zones are located in particular on horseback, on both sides, with respect to a centering shoulder of the end of the central tube. It is often advantageous to combine such a cold exchanger with a laminate of perforated grids having the effect of ensuring a tranquilization of the gas flow at

passage de l'échangeur.passage of the exchanger.

Soulignons encore que dans un refroidisseur suivant l'invention construit pour fonctionner suivant le principe du tube à gaz pulsé, il est avantageux de ménager le volume tampon de gaz alimentant le piston gazeux à l'intérieur d'un piston de compression, qui à cet effet, du côté opposé à la chambre de compression, est directement ouvert dans une chemise de guidage dudit piston qui vient se raccorder sur It should also be emphasized that in a cooler according to the invention constructed to operate on the principle of the pulsed gas tube, it is advantageous to provide the buffer volume of gas supplying the gas piston inside a compression piston, which at this effect, on the side opposite to the compression chamber, is directly open in a jacket for guiding said piston which is connected to

la pièce centrale appropriée du cryostat. the appropriate center piece of the cryostat.

Pour l'entrainement du piston dans un tel refroi- disseur, piston unique de préférence, il est en général souhaitable d'avoir recours à des moyens de pilotage à moteur linéaire, dans la mesure o le coût en est plus For driving the piston in such a cooler, preferably a single piston, it is generally desirable to have recourse to control means with a linear motor, insofar as the cost is more

faible que pour un pilotage rotatif. lower than for rotary control.

Dans certaines applications, une configuration du type à moteur rotatif peut cependant se révéler utile. La In certain applications, a configuration of the rotary motor type may however prove useful. The

solution préférée passe alors par des moyens de pilotage comportant un vilebrequin actionnant un mécanisme de trans- preferred solution then passes through control means comprising a crankshaft actuating a transmission mechanism

mission de mouvement par roulement à billes mobile dans une gorge ménagée transversalement à l'extérieur dudit piston. movement mission by movable ball bearing in a groove formed transversely outside said piston.

Quelle que soit la forme de réalisation choisie pour le refroidisseur suivant l'invention, la disposition annulaire du régénérateur se prête particulièrement bien à Whatever the embodiment chosen for the cooler according to the invention, the annular arrangement of the regenerator lends itself particularly well to

une fabrication à partir d'une feuille enroulée sur elle- a manufacture from a sheet wound on it-

même. En outre, l'invention permet d'améliorer sensiblement l'efficacité des échanges thermiques recherchés, par rapport aux empilements de grilles ou de billes classiques, en utilisant pour cela une feuille en matériau convenable, qui a été au préalable usinée, notamment par procédé photolithographique, de sorte à former des bandes longitudinales distinctes à surface lisse et des barrettes transversales en surépaisseur réunissant ponctuellement les bandes successives. Préférentiellement, les différentes bandes se succèdent sur la longueur du régénérateur. Elles forment des even. In addition, the invention makes it possible to appreciably improve the efficiency of the desired heat exchanges, compared with the stacks of grids or conventional balls, by using for this a sheet of suitable material, which has been previously machined, in particular by process. photolithographic, so as to form distinct longitudinal bands with a smooth surface and transverse bars in excess thickness punctually joining the successive bands. Preferably, the different bands follow one another along the length of the regenerator. They form

couches annulaires de surface lisse entrecoupées par les intervalles entre bandes et les barrettes intercalées entre les couches contribuent à répartir le flux dans toutes les15 directions à chaque niveau de section transversale. annular smooth surface layers interspersed by the intervals between bands and the bars inserted between the layers help to distribute the flow in all directions at each level of cross section.

L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées répondant au mieux aux propos de l'invention par leurs avantages, en faisant référence aux figures des dessins20 annexés qui les illustrent et dans lesquelles: - La figure 1 représente en coupe longitudinale un cryostat suivant l'invention, vu dans ses spécificités plus particulièrement destinées à un accouplement avec un oscillateur de pression de sorte à constituer un refroi-25 disseur cryogénique appliquant un cycle à tube à gaz pulsé; - La figure 2 montre les organes principaux du même cryostat, dans une vue éclatée, en s'intéressant au contraire à sa constitution pour accouplement avec l'oscil- lateur de pression d'un refroidisseur de type à cycle de30 Stirling; - La figure 3 schématise une forme de réalisation préférée du régénérateur thermique, valable dans l'un et l'autre cas; - La figure 4 montre une coupe transversale du cryostat au niveau de l'échangeur thermique disposé en zone froide du circuit de gaz de travail, dans la chambre de détente; - La figure 5 illustre le montage du cryostat de l'invention, avec sa pièce de distribution interchangeable suivant la figure 2, dans un cas d'application pratique o il sert à constituer un refroidisseur cryogénique à cycle de Stirling suivant l'invention, qui est ici du type à pilotage rotatif; The invention will now be more fully described in the context of preferred characteristics which best meet the aims of the invention by their advantages, with reference to the figures of the appended drawings20 which illustrate them and in which: - Figure 1 shows in longitudinal section a cryostat according to the invention, seen in its specifics more particularly intended for coupling with a pressure oscillator so as to constitute a cryogenic cooler applying a cycle with a pulsed gas tube; - Figure 2 shows the main organs of the same cryostat, in an exploded view, looking instead to its constitution for coupling with the pressure oscillator of a type of Stirling cycle cooler; - Figure 3 shows schematically a preferred embodiment of the thermal regenerator, valid in both cases; - Figure 4 shows a cross section of the cryostat at the heat exchanger arranged in the cold zone of the working gas circuit, in the expansion chamber; - Figure 5 illustrates the assembly of the cryostat of the invention, with its interchangeable distribution part according to Figure 2, in a case of practical application where it is used to constitute a cryogenic cooler with Stirling cycle according to the invention, which here is of the rotary pilot type;

- La figure 6 illustre, quant à elle, un autre mode de réalisation de l'invention, fournissant au total un refroi- - Figure 6 illustrates, in turn, another embodiment of the invention, providing in total a cooling

disseur à cycle TGP (tube à gaz pulsé), et elle montre en plus comment se concrétise préférentiellement, conformément15 à l'invention, un pilotage rotatif dans cette configuration de refroidisseur cryogénique. TGP cycle pulser (pulsed gas tube), and it also shows how preferentially, in accordance with the invention, a rotary piloting takes place in this configuration of cryogenic cooler.

- La figure 7 illustre en vue éclatée une conception particulière de l'échangeur froid associé à un feuilleté de - Figure 7 illustrates in exploded view a particular design of the cold exchanger associated with a laminated

grilles de tranquillisation de gaz.gas stilling grilles.

- La figure 8 représente, dans une coupe schématique partielle, une variante de l'échangeur froid faisant appel à - Figure 8 shows, in a partial schematic section, a variant of the cold exchanger using

une réalisation en deux parties concentriques. a realization in two concentric parts.

Conformément à l'invention, le cryostat de la figure 1 est utilisé en combinaison avec un oscillateur de pression soit pour constituer un refroidisseur cryogénique de type à gaz pulsé conformément à la figure 6, soit alternativement According to the invention, the cryostat of FIG. 1 is used in combination with a pressure oscillator either to constitute a cryogenic cooler of the pulsed gas type in accordance with FIG. 6, or alternatively

pour constituer un refroidisseur de type à cycle de Stirling conformément à la figure 5. Dans tous les cas, le refroi- disseur ainsi constitué est de construction compacte, le30 cryostat et l'oscillateur de pression étant intégrés en un même ensemble mécanique. to constitute a Stirling cycle type cooler in accordance with FIG. 5. In all cases, the cooler thus constituted is of compact construction, the cryostat and the pressure oscillator being integrated into the same mechanical assembly.

Dès la figure 1, on peut observer que le cryostat suivant l'invention ne se limite pas, comme dans les réali- From FIG. 1, it can be observed that the cryostat according to the invention is not limited, as in the realizations

sations connues, à une enveloppe d'isolation thermique destinée à recevoir un doigt froid préalablement constitué en tous ses organes fonctionnels nécessaires à la mise en oeuvre du cycle thermodynamique du gaz de travail. Au contraire, les organes fonctionnels passifs, qui ne sont pas soumis à des déplacements en cours de fonctionnement, sont prévus à demeure dans le cryostat, ce dernier étant construit de sorte à pouvoir se raccorder, alternativement au choix de l'utilisateur, au carter d'un oscillateur de known stations, to a thermal insulation envelope intended to receive a cold finger previously constituted by all of its functional organs necessary for the implementation of the thermodynamic cycle of the working gas. On the contrary, the passive functional members, which are not subjected to displacements during operation, are provided permanently in the cryostat, the latter being constructed so as to be able to be connected, alternatively at the option of the user, to the casing an oscillator

pression relevant soit d'un refroidisseur spécifique pour mise en oeuvre d'un cycle de Stirling, soit d'un refroi- pressure either from a specific cooler for implementing a Stirling cycle, or from a cooling

disseur du type à tube à gaz pulsé. pulsed gas tube type straightener.

C'est ainsi que dans le cryostat, on trouve, à l'intérieur d'une enveloppe d'isolation thermique 1 montée solidaire d'une embase 4 servant à son raccordement mécanique et pneumatique avec la partie oscillateur de pression du refroidisseur, deux viroles tubulaires concen- triques, à savoir un tube central 3 et une paroi interne 2 de l'enveloppe 1, qui délimitent entre elles un espace20 annulaire occupé par un régénérateur thermique 5. Le régé- nérateur 5 est ainsi construit en disposition annulaire Thus in the cryostat, there are two ferrules inside a thermal insulation envelope 1 mounted integral with a base 4 serving for its mechanical and pneumatic connection with the pressure oscillator part of the cooler. concentric tubulars, namely a central tube 3 and an internal wall 2 of the envelope 1, which delimit between them an annular space20 occupied by a thermal regenerator 5. The regenerator 5 is thus constructed in an annular arrangement

autour d'un volume axial 6, limité sur son pourtour par le tube central 3 parmi les deux viroles précédentes. around an axial volume 6, limited on its periphery by the central tube 3 from the two preceding ferrules.

En pratique l'autre virole, qui limite exté- In practice, the other ferrule, which limits the external

rieurement le régénérateur thermique, est donc ici direc- tement constituée par la paroi interne 2 de l'enveloppe laughingly the thermal regenerator, is therefore here directly constituted by the internal wall 2 of the envelope

d'isolation thermique 1. Celle-ci est en effet, de manière en soi classique, du type à double paroi. Entre ses deux parois, elle est soit remplie d'un gaz d'inertage à faible30 point de condensation, soit soumise à un vide poussé, ce pour quoi elle est munie d'un port de chargement 25. thermal insulation 1. This is in fact, in itself conventional, of the double wall type. Between its two walls, it is either filled with an inert gas with a low condensation point, or subjected to a high vacuum, for which it is provided with a charging port 25.

Dans d'autres réalisations toutefois, mais de manière généralement moins avantageuse, on préférera construire le régénérateur 5 avec ses propres enveloppes, dont une enveloppe externe qui est alors distincte de la paroi interne 2 de l'enveloppe d'isolation thermique et/ou une enveloppe interne qui est alors ajoutée contre le tube In other embodiments, however, but generally less advantageously, it will be preferred to construct the regenerator 5 with its own envelopes, including an external envelope which is then distinct from the internal wall 2 of the thermal insulation envelope and / or a internal envelope which is then added against the tube

central 3.central 3.

En fond du cryostat, au-delà du régénérateur et de son enveloppe interne constituée par le tube 3, il est disposé un échangeur 8, qui constitue en fonctionnement l'échangeur froid du refroidisseur. Pour cela, cet échangeur est conçu et disposé de sorte à favoriser le transfert de la puissance frigorifique résultant de la détente du gaz de travail vers un composant à refroidir 21, tout en assurant At the bottom of the cryostat, beyond the regenerator and its internal envelope formed by the tube 3, there is an exchanger 8, which in operation constitutes the cold exchanger of the cooler. For this, this exchanger is designed and arranged so as to promote the transfer of the cooling power resulting from the expansion of the working gas to a component to be cooled 21, while ensuring

une communication pneumatique permettant le passage du gaz de travail entre le fond du volume axial 6 et l'espace annulaire occupé par le régénérateur 5. pneumatic communication allowing the passage of the working gas between the bottom of the axial volume 6 and the annular space occupied by the regenerator 5.

La virole intermédiaire du cryostat de l'invention, constituée par la paroi 2, est fermée en son extrémité inférieure, au fond du cryostat, par une plaque transversale 22 contre laquelle est apposé l'échangeur froid 8. Sur sa face opposée à cet échangeur vient se monter le composant The intermediate shell of the cryostat of the invention, constituted by the wall 2, is closed at its lower end, at the bottom of the cryostat, by a transverse plate 22 against which the cold exchanger 8 is affixed. On its face opposite this exchanger comes to assemble the component

21, généralement par simple collage. 21, generally by simple bonding.

Quand l'élément à refroidir est constitué, comme illustré, par un composant électronique 21, par exemple un détecteur optoélectronique, il est nécessaire de pourvoir à sa liaison avec un circuit électrique véhiculant les signaux25 qu'il reçoit ou qu'il émet. On a donc fait apparaître sur la figure 1, une couronne de distribution électrique 23, dont les parties conductrices passent par des traversées étanches à travers la paroi externe de l'enveloppe d'isolation thermique 1, ainsi que des fils conducteurs 24 qui les When the element to be cooled consists, as illustrated, of an electronic component 21, for example an optoelectronic detector, it is necessary to provide for its connection with an electric circuit conveying the signals which it receives or which it emits. FIG. 1 therefore shows an electrical distribution ring 23, the conductive parts of which pass through watertight crossings through the external wall of the thermal insulation envelope 1, as well as conductive wires 24 which

relient ensuite au composant 21.then connect to component 21.

L'enveloppe 1 dans son ensemble a pour fonction de limiter les pertes thermiques par radiation ou convection au niveau des organes intervenant dans le cycle thermodynamique The envelope 1 as a whole has the function of limiting the heat losses by radiation or convection at the level of the organs involved in the thermodynamic cycle.

du refroidisseur complet dans la zone froide de celui-ci. of the complete cooler in the cold zone thereof.

Ainsi qu'il apparaît sur la figure 1, sa paroi externe est soudée en sous-face de l'embase 4, tandis que sa paroi interne 2 est monolithique avec celle-ci. L'une et As it appears in FIG. 1, its external wall is welded on the underside of the base 4, while its internal wall 2 is monolithic therewith. One and

l'autre peuvent être réalisées en acier inoxydable. the other can be made of stainless steel.

Cependant, on peut aussi choisir, pour la paroi interne 2, une qualité d'acier inoxydable correspondant à un alliage à faible conductivité thermique, adaptée pour être compatible avec le gaz de travail utilisé, lequel est préférentiellement l'hélium dans le cas du régénérateur à However, one can also choose, for the internal wall 2, a quality of stainless steel corresponding to an alloy with low thermal conductivity, adapted to be compatible with the working gas used, which is preferably helium in the case of the regenerator. at

feuille métallique enroulée comme décrit plus loin. metallic foil rolled up as described below.

La paroi extérieure de l'enveloppe 1 est réalisée également en acier inoxydable, ou éventuellement en une The outer wall of the casing 1 is also made of stainless steel, or possibly a

qualité appropriée de verre, pour des raisons d'ordre éco- nomique. appropriate quality of glass, for economic reasons.

Suivant le matériau choisi, il peut donc être nécessaire d'avoir recours à des jonctions verre/métal pour assurer l'étanchéité des soudures et des traversées20 électriques, ce qui toutefois posera d'autant moins de problèmes à l'homme de l'art que ce besoin se situe en des Depending on the material chosen, it may therefore be necessary to have recourse to glass / metal junctions to ensure the sealing of the welds and of the electrical bushings, which however will pose all the less problems for those skilled in the art. that this need is in

endroits sous pression statique.places under static pressure.

En tête du cryostat, à l'extrémité supérieure de l'enveloppe thermiquement isolante 1 et du régénérateur 5, l'embase 4 se trouve au contraire en zone chaude du refroi- disseur en fonctionnement, là o règne aussi une pression At the head of the cryostat, at the upper end of the thermally insulating casing 1 and of the regenerator 5, the base 4 is, on the contrary, in the hot zone of the cooler in operation, where there is also a pressure

dynamique du gaz de travail, soumise à des pulsations de pression périodiques, imprimées par les éléments mobiles du refroidisseur lorsque le cryostat est raccordé au carter 5030 d'un oscillateur de pression associé. working gas dynamics, subjected to periodic pressure pulses, printed by the moving parts of the cooler when the cryostat is connected to the casing 5030 of an associated pressure oscillator.

Dans cette zone chaude, il convient d'évacuer les In this hot zone, the

calories du gaz revenant de la détente, après la récu- calories from gas returning from trigger after recovery

pération effectuée dans le régénérateur 5. Pour cela, il est peration carried out in regenerator 5. For this, it is

prévu de réaliser l'embase 4 en un matériau de bonne conduc- planned to make the base 4 in a material of good conductivity

tivité thermique, généralement de l'acier inoxydable, sous une forme favorisant les déperditions vers l'extérieur. Dans l'embase 4 on distingue une collerette circulaire 16, percée de trous pour le passage des vis 48 assurant la fixation sur le carter 50 du refroidisseur, qui10 vient se raccorder en appui sur la face supérieure de la collerette 16, opposée à l'enveloppe thermique 1. On distingue aussi une bague 17, faisant partie de l'embase 4, qui assure le centrage des deux éléments l'un dans l'autre. Le raccordement étanche de ces deux éléments (cryostat et15 oscillateur de pression) vis-à-vis de l'extérieur est assuré par un joint 19, logé dans une gorge annulaire de la face thermal activity, generally of stainless steel, in a form favoring losses towards the outside. In the base 4 there is a circular flange 16, pierced with holes for the passage of the screws 48 ensuring attachment to the casing 50 of the cooler, which10 is connected to bear on the upper face of the flange 16, opposite to the thermal envelope 1. There is also a ring 17, forming part of the base 4, which ensures the centering of the two elements one inside the other. The sealed connection of these two elements (cryostat and pressure oscillator) vis-à-vis the outside is provided by a seal 19, housed in an annular groove on the face

supérieure de la collerette 16.upper part of the collar 16.

L'embase 4 livre passage, dans l'axe du système, à une pièce centrale 10, vissée de manière étanche dans la bague 17, laquelle est filetée intérieurement. Une gorge hexagonale 41, ménagée dans sa face plane supérieure, sert à The base 4 delivers passage, in the axis of the system, to a central part 10, screwed in a sealed manner in the ring 17, which is internally threaded. A hexagonal groove 41, formed in its upper planar face, serves to

sa manipulation lors du montage.handling during assembly.

Comme on l'a déjà expliqué, cette pièce centrale du cryostat est conçue sous deux modèles différents qui, par leur géométrie extérieure, leur dimensionnement, et leur conception fonctionnelle, sont interchangeables dans une même construction de cryostat. Les deux modèles sont illustrés par la figure 1 et par la figure 2, suivant que le cryostat 30 est monté pour être accouplé avec les carters 5030 ou 60 de l'un ou l'autre des deux oscillateurs de pression dans les deux variantes de refroidisseur montrées sur les As already explained, this central part of the cryostat is designed in two different models which, by their external geometry, their dimensioning, and their functional design, are interchangeable in the same cryostat construction. The two models are illustrated in FIG. 1 and in FIG. 2, depending on whether the cryostat 30 is mounted to be coupled with the casings 5030 or 60 of one or the other of the two pressure oscillators in the two cooler variants. shown on

figures 6 et 5 respectivement.Figures 6 and 5 respectively.

Dans tous les cas, cette pièce centrale, donc en particulier celle portant la référence 10 sur la figure 1, est ici constituée d'une seule pièce avec le tube interne 3 In all cases, this central part, therefore in particular that bearing the reference 10 in FIG. 1, is here constituted in one piece with the internal tube 3

du cryostat.cryostat.

D'autre part, elle forme une couronne de distri- bution 71, pour la répartition annulaire du gaz en tête du On the other hand, it forms a distribution ring 71, for the annular distribution of the gas at the top of the

régénérateur 5. En conséquence, cette couronne se place au- regenerator 5. Consequently, this crown is placed

dessus de celui-ci (dans la disposition verticale repré- above it (in the vertical arrangement shown

sentée, cryostat sous le carter 50), et plus précisément au centre de l'embase 4 en sa partie principale formée par la sensed, cryostat under the casing 50), and more precisely at the center of the base 4 in its main part formed by the

collerette 16.flange 16.

Dans le mode de réalisation illustré, la couronne de distribution 71 présente une gorge circulaire 45, creusée In the illustrated embodiment, the distribution ring 71 has a circular groove 45, hollowed out

dans sa face inférieure, qui vient en butée sur le régé- in its lower face, which abuts on the reg-

nérateur 5. Cette gorge communique par des orifices 46 avec une chambre annulaire 43, prolongée vers le haut en 42, qui aerator 5. This groove communicates through orifices 46 with an annular chamber 43, extended upwards at 42, which

est ménagée extérieurement dans la partie de la pièce centrale 10 se trouvant au niveau de la collerette 16, entre cette pièce et la face en vis-à-vis de l'embase 4. is provided externally in the part of the central part 10 located at the flange 16, between this part and the face opposite the base 4.

C'est là que débouche un canal 39, percé à travers cette collerette de l'embase 4 jusqu'à communiquer, une fois This is where a channel 39 opens, pierced through this collar of the base 4 until communicating, once

le montage du refroidisseur terminé, avec un conduit 61 par lequel s'effectue la liaison pneumatique avec la chambre de compression située dans l'oscillateur de pression. the assembly of the cooler finished, with a conduit 61 through which the pneumatic connection is made with the compression chamber located in the pressure oscillator.

Pour le reste, la pièce centrale 10 est représentée sur la figure 1 dans le modèle convenant pour un refroi- For the rest, the central part 10 is shown in FIG. 1 in the model suitable for cooling.

disseur type TGP illustré par la figure 6. TGP type straightener illustrated in Figure 6.

Le second modèle de pièce centrale du cryostat, destiné lui à un refroidisseur à cycle Stirling, est montré sur la représentation schématique en disposition éclatée de la figure 2. Dans ce cas, le pièce centrale 20 est identique à la précédente extérieurement, mais intérieurement, elle comporte simplement un alésage axial 72, ménagé tout du long à travers elle, au même diamètre que le tube 3 dont elle The second model of central part of the cryostat, intended for a Stirling cycle cooler, is shown in the schematic representation in exploded arrangement of FIG. 2. In this case, the central part 20 is identical to the previous one externally, but internally, it simply comprises an axial bore 72, formed all along it, with the same diameter as the tube 3 of which it

prolonge le volume central.extends the central volume.

En revenant à la figure 1, on observe la consti- Returning to Figure 1, we observe the consti-

tution des moyens d'alimentation du piston gazeux occupant le volume interne 6 du cryostat. A l'entrée de celui-ci débouche un canal 11, qui est percé axialement dans la pièce centrale 10 jusqu'à sa face supérieure, o il se termine par tution of the means for supplying the gas piston occupying the internal volume 6 of the cryostat. At the entrance to the latter, a channel 11 opens which is drilled axially in the central part 10 to its upper face, where it ends in

un orifice calibré 13 imposant un débit gazeux contrôlé. a calibrated orifice 13 imposing a controlled gas flow.

Une autre liaison pneumatique, impliquant un ou plusieurs canaux, est assurée à travers la pièce 10, avec la chambre annulaire 43 de la couronne de distribution de gaz vers le régénérateur 5. On a ainsi fait apparaître un orifice calibré 14, sur un canal 12 débouchant dans le canal Another pneumatic connection, involving one or more channels, is provided through the part 10, with the annular chamber 43 of the gas distribution ring towards the regenerator 5. A calibrated orifice 14 has thus appeared on a channel 12 opening into the canal

axial 11.axial 11.

Les orifices calibrés des canaux 11-12 fonctionnent, de manière en soi classique, comme des vannes introduisant des impédances pneumatiques. Le canal principal 11 ainsi équipé procure en fonctionnement le déphasage utile entre l'onde de pression générée par l'oscillateur de pression et les variations de débit en résultant dans le tube contenant le gaz pulsé. L'impédance secondaire (canal 12) permet d'apporter une fraction du débit d'alimentation périodique du tube en la prélevant directement en sortie de25 compression, par dérivation de la circulation passant à travers le régénérateur et le tube. Ceci diminue la charge The calibrated orifices of the channels 11-12 function, in a conventional manner in themselves, like valves introducing pneumatic impedances. The main channel 11 thus equipped in operation provides the useful phase shift between the pressure wave generated by the pressure oscillator and the resulting flow variations in the tube containing the pulsed gas. The secondary impedance (channel 12) makes it possible to provide a fraction of the periodic supply flow rate of the tube by withdrawing it directly from the compression outlet, by bypassing the circulation passing through the regenerator and the tube. This decreases the load

thermique sur le régénérateur et contribue à améliorer l'efficacité du refroidisseur, dans le cas d'un cycle à gaz pulsé. thermal on the regenerator and contributes to improving the efficiency of the cooler, in the case of a pulsed gas cycle.

La figure 1 montre enfin un échangeur 9, situé en zone chaude dans le volume central, au niveau de la couronne de distribution 71. Cet échangeur chaud peut éventuellement être réalisé de manière analogue à ce qui sera décrit plus loin pour l'échangeur froid, l'essentiel étant que, dans cette variante de réalisation du cryostat de l'invention, il vienne parfaire l'évacuation des calories excédentaires du cycle thermodynamique en complétant, à partir de la zone chaude du tube de gaz pulsé, les déperditions thermiques vers l'extérieur ayant lieu par le biais de l'embase 4, et FIG. 1 finally shows an exchanger 9, located in the hot zone in the central volume, at the level of the distribution ring 71. This hot exchanger can optionally be produced in a similar manner to that which will be described below for the cold exchanger, the main thing is that, in this variant embodiment of the cryostat of the invention, it completes the evacuation of the excess calories from the thermodynamic cycle by completing, from the hot zone of the pulsed gas tube, the heat losses towards the '' outside taking place through the base 4, and

accessoirement du carter d'oscillateur de pression associé. incidentally from the associated pressure oscillator housing.

Pour l'un et l'autre des deux types de refroi- For either of the two types of cooling

disseurs, le régénérateur thermique 5 est avantageusement constitué, comme il apparaît des figures 1 et 3, de manière à jouer pleinement son rôle d'accumulateur thermique pour la récupération ayant lieu, de manière en soi classique, entre le gaz de travail passant de la phase de compression à la phase de détente et le gaz de travail passant de la phase de dissipators, the thermal regenerator 5 is advantageously constituted, as it appears from FIGS. 1 and 3, so as to fully play its role of thermal accumulator for the recovery taking place, in a conventional manner, between the working gas passing from the compression phase to the expansion phase and the working gas passing from the

détente à la phase de compression. expansion during the compression phase.

Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention décrit ici et illustré par la figure 3, un tel régénérateur se présente sous la forme d'une feuille continue qui est enroulée en une série de spires autour du20 tube central 3 qui limite le volume interne 6 du régé- nérateur, de manière à remplir, aussi complètement qu'il est In the preferred embodiment of the invention described here and illustrated by FIG. 3, such a regenerator is in the form of a continuous sheet which is wound in a series of turns around the central tube 3 which limits the internal volume 6 of the regenerator, so as to fill, as completely as it is

possible dans la pratique industrielle, l'espace annulaire compris entre ce tube 3, qui forme sa virole enveloppe interne, et sa virole enveloppe externe associée, constituée25 par la paroi interne 2 de l'enveloppe isolante 1. possible in industrial practice, the annular space between this tube 3, which forms its inner shell ferrule, and its associated outer shell ferrule, formed by the inner wall 2 of the insulating envelope 1.

Les procédés d'usinage par photolithographie, qui sont connus en euxmémes, sont particulièrement intéressants en ce sens, dans la mesure o ils représentent des moyens technologiques particulièrement simples à mettre en oeuvre30 pour un prix de revient limité, quand il s'agit de conduire The photolithography machining methods, which are known in themselves, are particularly advantageous in this sense, insofar as they represent technological means which are particularly simple to implement30 for a limited cost price, when it comes to driving

à la configuration illustrée par le détail de la figure 3. to the configuration illustrated by the detail in FIG. 3.

Suivant cette configuration, la feuille qui est ainsi enroulée en spires consécutives jointives, forme une succession de bandes longitudinalesdistinctes 27, qui s'orientent perpendiculairement à l'axe du cryostat et qui According to this configuration, the sheet which is thus wound in consecutive contiguous turns, forms a succession of distinct longitudinal strips 27, which are oriented perpendicular to the axis of the cryostat and which

sont séparées les unes des autres par des intervalles 28. are separated from each other by intervals 28.

Des barrettes 26 sont formées en surépaisseur des bandes et en travers de celles-ci dans le sens perpendiculaire. Elles sont régulièrement réparties sur toute la longueur et la hauteur de la feuille et disposées en quinconce, chacune réunissant deux bandes successives par dessus l'intervalle Bars 26 are formed in excess thickness of the bands and across them in the perpendicular direction. They are regularly distributed over the entire length and height of the sheet and staggered, each uniting two successive bands over the interval

qui les sépare.that separates them.

On réalise de cette manière, à la fois des couches de surfaces lisses qui seront léchées par le gaz de travail suivant son sens global de circulation sous l'effet des différences de pression mais qui sont périodiquement interrompues par les intervalles 28, et des barrières15 orientées transversalement aux bandes et aux intervalles entre deux spires consécutives de la feuille. Ceci permet d'obtenir une bonne distribution du gaz entre les couches, équilibrée dans toutes les directions d'une section transversale du régénérateur, ainsi que d'éviter l'apparition d'instabilités préjudiciables à l'efficacité des échanges, tout en créant la perte de charge importante In this way, layers of smooth surfaces are produced which will be licked by the working gas according to its overall direction of circulation under the effect of pressure differences but which are periodically interrupted by the intervals 28, and oriented barriers 15 transversely to the strips and to the intervals between two consecutive turns of the sheet. This makes it possible to obtain a good distribution of the gas between the layers, balanced in all the directions of a cross section of the regenerator, as well as to avoid the appearance of instabilities detrimental to the efficiency of the exchanges, while creating the significant pressure drop

qui est nécessaire au déphasage dans le pilotage de certains refroidisseurs. which is necessary for the phase shift in the control of certain coolers.

En ce qui concerne le dimensionnement géométrique d'un régénérateur ainsi construit, on peut citer en exemple le cas d'une feuille de 100 à 200 microns d'épaisseur, creusée à mi-épaisseur par chaque face, pour un régénérateur de 2 à 3 millimètres d'épaisseur radiale. Les bandes et les intervalles entre elles peuvent, par exemple, être d'une30 même largeur, de l'ordre de 50 à 100 microns. La longueur transversale des barrettes 26 peut correspondre, ici encore à titre d'exemple, à 1,5 fois le pas de répétition des bandes longitudinales 27, avec une largeur environ moitié moindre et une distance entre deux barrettes successives décalées, équivalente à environ trois fois la largeur de chacune. L'invention permet ainsi de tirer profit d'un rapport entre l'échange convectif local et les pertes de charges longitudinales qui, dans le cas de plaques parallèles à l'axe du doigt froid, est supérieur à la valeur With regard to the geometrical dimensioning of a regenerator thus constructed, one can cite as an example the case of a sheet 100 to 200 microns thick, hollowed out at mid-thickness by each face, for a regenerator of 2 to 3 millimeters of radial thickness. The strips and the intervals between them can, for example, be of the same width, of the order of 50 to 100 microns. The transverse length of the bars 26 may correspond, here again by way of example, to 1.5 times the repetition pitch of the longitudinal strips 27, with a width approximately half less and a distance between two successive bars offset, equivalent to approximately three times the width of each. The invention thus makes it possible to take advantage of a relationship between the local convective exchange and the longitudinal pressure drops which, in the case of plates parallel to the axis of the cold finger, is greater than the value

que l'on peut obtenir par les empilements usuels de grilles ou de billes, cependant que, sous cette forme de réalisation pratique, elle permet d'assurer une meilleure distribution10 du débit de gaz entre les couches parallèles de surfaces lisses. that can be obtained by the usual stacks of grids or balls, however, in this practical embodiment, it ensures better distribution of the gas flow between the parallel layers of smooth surfaces.

De la sorte, on parvient à équilibrer le débit de gaz de travail circulant entre les couches annulaires à surface parallèle à l'axe du cryostat de l'invention, et le15 débit de gaz circulant transversalement, dans toutes les directions radiales du régénérateur aux différents niveaux entre bandes successives. En conséquence, on évite les différences qui existent dans les régénérateurs connus entre le débit radial et le débit axial, alors que l'on peut20 constater qu'une telle différence de répartition entraine des transferts thermiques déséquilibrés qui dégradent les In this way, it is possible to balance the flow of working gas flowing between the annular layers with a surface parallel to the axis of the cryostat of the invention, and the flow of gas flowing transversely, in all the radial directions of the regenerator at the different levels between successive bands. Consequently, the differences which exist in known regenerators between the radial flow and the axial flow are avoided, whereas it can be seen that such a difference in distribution results in unbalanced heat transfers which degrade the

performances des régénérateurs.performance of regenerators.

La présence des barrières 26, qui restent de faibles dimensions en regard de la longueur et de l'épaisseur du régénérateur, permet en outre d'introduire une interruption périodique du flux longitudinal entre les couches de bandes The presence of the barriers 26, which remain small compared to the length and the thickness of the regenerator, also makes it possible to introduce a periodic interruption of the longitudinal flow between the layers of strips

successives d'un bout à l'autre du régénérateur, et par là de stabiliser le débit gazeux global. Simultanément, comme ces barrettes jouxtent deux couches adjacentes de bandes, on30 obtient grâce à elles une réduction des pertes d'énergie thermique par conduction dans le sens longitudinal. Simul- successive from one end to the other of the regenerator, and thereby stabilize the overall gas flow. Simultaneously, as these bars adjoin two adjacent layers of strips, this results in a reduction in the losses of thermal energy by conduction in the longitudinal direction. Simul-

tanément, on assure ainsi une réduction des pertes d'énergie thermique par conduction dans le sens longitudinal. temporarily, this ensures a reduction in the losses of thermal energy by conduction in the longitudinal direction.

Par là même, on résout les problèmes qui, dans les refroidisseurs connus, sont liés aux variations de la In this way, the problems which in known coolers are linked to variations in the temperature are solved.

viscosité du gaz de travail en fonction de la température locale, et qui causent des variations entraînant une insta- 5 bilité intrinsèque du débit de gaz, et ainsi une faible efficacité du régénérateur. viscosity of the working gas as a function of the local temperature, and which cause variations resulting in an intrinsic instability of the gas flow rate, and thus a low efficiency of the regenerator.

Une telle réalisation du régénérateur 5 permet, d'une façon particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention, d'obtenir un rapport entre l'échange10 convectif local et la perte de charge longitudinale très avantageux, tout en améliorant la distribution du débit de gaz entre les couches parallèles orientées longitudinalement, jusqu'à atteindre des performances de récupération thermique au moins équivalentes, si ce n'est supérieures à15 celles que l'on sait obtenir dans les réalisations connues par des régénérateurs à grilles transversales empilées ou à billes. Une autre caractéristique commune aux deux variantes de refroidisseurs décrites ici, à titre d'exemples, concerne la réalisation de l'échangeur froid 8 mis en place en fond de l'enveloppe d'isolation thermique 1 du cryostat suivant Such an embodiment of the regenerator 5 makes it possible, in a particularly advantageous manner in the context of the present invention, to obtain a ratio between the local convective exchange10 and the very advantageous longitudinal pressure drop, while improving the distribution of the flow of gas between the parallel layers oriented longitudinally, until at least equivalent heat recovery performance, if not greater than that which is known to be obtained in known embodiments by regenerators with stacked transverse grids or with balls. Another characteristic common to the two variants of coolers described here, by way of example, relates to the production of the cold exchanger 8 installed at the bottom of the thermal insulation envelope 1 of the following cryostat.

l'invention, telle qu'elle est illustrée plus particu- lièrement par la figure 4. the invention, as more particularly illustrated by FIG. 4.

On remarquera tout d'abord que, lors de la mise en place de la pièce centrale 10 ou 20 dans le cryostat, son centrage est assuré au niveau de la couronne de distribution 71, directement dans l'axe de l'embase 4 et sur la paroi interne 2 de l'enveloppe 1, jusqu'à pousser le régénérateur en butée sur l'échangeur froid 8. Dans la mesure o elle porte avec elle le tube central 3, cette pièce centrale est également centrée, à l'extrémité de ce dernier, grâce à un First of all, it will be noted that, when the central part 10 or 20 is placed in the cryostat, its centering is ensured at the level of the distribution ring 71, directly in the axis of the base 4 and on the inner wall 2 of the casing 1, until the regenerator is pushed into abutment on the cold exchanger 8. Insofar as it carries with it the central tube 3, this central part is also centered, at the end of the latter, thanks to a

épaulement 34 formé en face supérieure de l'échangeur 8. shoulder 34 formed on the upper face of the exchanger 8.

Cet échangeur froid est réalisé, conformément à ce qui ressort des figures 1, 2 et 4, sous une forme dite en marguerite. Il est constitué par une structure à géométrie de révolution, qui est réalisée en un matériau fortement conducteur tel que du cuivre ou de l'aluminium. Cette structure fait alterner en étoile autour d'un noyau central 31, des zones vides 32 creusées à travers son épaisseur longitudinale et des zones massives 33 assurant la conduction thermique. Les unes et les autres s'étendent radialement à cheval par rapport à l'épaulement 34, de part et d'autre de l'extrémité du tube central 3. Elles laissent donc le gaz circuler librement entre le volume central 6 du cryostat (ou du moins la chambre de détente restant en fond du cryostat dans le cas d'un refroidisseur suivant la figure 5 appliquant un cycle de Stirling), en contournement de l'extrémité inférieure du tube central 3 reçue dans This cold exchanger is produced, in accordance with what emerges from FIGS. 1, 2 and 4, in a so-called daisy shape. It consists of a structure with a geometry of revolution, which is made of a highly conductive material such as copper or aluminum. This structure alternates in a star around a central core 31, empty zones 32 hollowed out through its longitudinal thickness and massive zones 33 ensuring thermal conduction. Both extend radially astride the shoulder 34, on either side of the end of the central tube 3. They therefore allow the gas to circulate freely between the central volume 6 of the cryostat (or at least the expansion chamber remaining at the bottom of the cryostat in the case of a cooler according to FIG. 5 applying a Stirling cycle), bypassing the lower end of the central tube 3 received in

l'épaulement 34.shoulder 34.

Un tel échangeur miniature, sous par exemple 5 mm de diamètre et 3 mm d'épaisseur, peut être fabriqué aisément Such a miniature exchanger, for example 5 mm in diameter and 3 mm thick, can be easily manufactured

par usinage électrochimique d'un barreau cylindrique, qui est ensuite découpé en tronçons. by electrochemical machining of a cylindrical bar, which is then cut into sections.

Il permet d'apporter une surface d'échange importante pour un encombrement réduit, et sans créer de pertes de charge perturbatrices, tout en assurant une25 tranquillisation bénéfique en fond du tube 3 dans le cas o il reçoit du gaz pulsé. Aux fins de mieux tranquilliser le It makes it possible to provide a large exchange surface for a reduced bulk, and without creating disturbing pressure losses, while ensuring a beneficial tranquilization at the bottom of the tube 3 in the case where it receives pulsed gas. In order to better calm the

flux gazeux des feuilletés de grilles perforés sont interposés entre le tube 3 et les lobes de l'échangeur. Ils n'ont pas été représentés sur la figure 3. gas flow of laminated perforated grids are interposed between the tube 3 and the exchanger lobes. They have not been shown in Figure 3.

Les mêmes avantages se retrouvent si les zones rayonnantes alternativement pleines et vides sont interverties. Le noyau 31 peut être en plus percé d'un passage vide en son centre,et il n'est pas nécessaire de laisser subsister une couronne périphérique de matériau, jointive en continu avec le tube central 3. Les zones massives forment des lobes de matériau échangeur, ici encore dans une configuration à cheval par rapport au diamètre du tube 3, dans laquelle les zones vides entre les lobes assurent le passage du gaz entre le régénérateur et soit la chambre de détente d'un refroidisseur à cycle Stirling, soit le fond du piston gazeux d'un refroidisseur à tube à gaz pulsé. La figure 5 illustre la combinaison du cryostat des figures précédentes, utilisant la pièce centrale 20 de la figure 2, avec un oscillateur de pression répondant à la configuration d'un refroidisseur à cycle Stirling, dans The same advantages are found if the alternatingly full and empty radiating zones are inverted. The core 31 can be additionally pierced with an empty passage in its center, and it is not necessary to leave a peripheral crown of material, continuously contiguous with the central tube 3. The massive zones form lobes of material exchanger, again in a configuration straddling the diameter of the tube 3, in which the empty zones between the lobes ensure the passage of gas between the regenerator and either the expansion chamber of a Stirling cycle cooler, or the bottom of the gas piston of a pulsed gas tube cooler. FIG. 5 illustrates the combination of the cryostat of the preceding figures, using the central part 20 of FIG. 2, with a pressure oscillator responding to the configuration of a Stirling cycle cooler, in

lequel le pilotage est à moteur rotatif. which the piloting is with rotary motor.

On a représenté schématiquement un système d'entraînement classique par un vilebrequin 51 dont l'excentrique est lié à deux bielles 53, 54, disposées à 90 degrés l'une de l'autre. A l'intérieur du carter 60, la bielle 53 est articulée sur l'extrémité du piston déplaceur20 55, tandis que la bielle 54 est articulée sur le piston de compression 56 qui limite la chambre de compression 57. Le A conventional drive system is schematically represented by a crankshaft 51 whose eccentric is linked to two connecting rods 53, 54, arranged at 90 degrees from one another. Inside the casing 60, the connecting rod 53 is articulated on the end of the displacing piston 55, while the connecting rod 54 is articulated on the compression piston 56 which limits the compression chamber 57. The

gaz comprimé est véhiculé par des conduits 58, 59 jusqu'au canal 39 du cryostat alimentant la chambre de distribution 71 du cryostat, et de là le régénérateur 5. compressed gas is conveyed through conduits 58, 59 to the channel 39 of the cryostat supplying the distribution chamber 71 of the cryostat, and from there the regenerator 5.

Le piston déplaceur 55 est mobile axialement dans le volume interne 6 du cryostat 30. Il occupe quasiment tout ce The displacer piston 55 is axially movable in the internal volume 6 of the cryostat 30. It occupies almost everything

volume, en ne laissant place au fond du tube 3 qui constitue son guide, qu'à l'épaisseur de la chambre de détente, considérablement agrandie sur la figure par rapport à la30 réalité pratique. volume, leaving room at the bottom of the tube 3 which constitutes its guide, only to the thickness of the expansion chamber, considerably enlarged in the figure compared to practical reality.

Il passe donc par l'alésage axial 72 de la pièce centrale 20. Son coulissement dans celle-ci est assuré sous étanchéité au gaz par un revêtement adapté appliqué sur sa It therefore passes through the axial bore 72 of the central part 20. Its sliding therein is ensured under gas tightness by a suitable coating applied to its

surface périphérique.peripheral surface.

La figure 6 utilise au contraire un oscillateur de pression conçu pour un refroidisseur type TGP dont le carter 50 est raccordé sur le cryostat autour de la pièce centrale Figure 6 on the contrary uses a pressure oscillator designed for a TGP type cooler whose housing 50 is connected to the cryostat around the central part

du modèle de la figure 1.of the model in Figure 1.

On voit donc sur cette figure 6 que l'échangeur chaud 9 est présent et que le volume interne 6 du cryostat We therefore see in this figure 6 that the hot exchanger 9 is present and that the internal volume 6 of the cryostat

est resté vide pour être occupé par le gaz pulsé et10 fonctionner comme un piston gazeux. remained empty to be occupied by the pulsed gas and to function as a gas piston.

Dans le cas particulier illustré, le mode de pilotage est de type rotatif. L'arbre moteur est perpen- In the particular case illustrated, the control mode is of the rotary type. The motor shaft is perpen-

diculaire à l'axe du système et, par un vilebrequin à axe décentré 66, il entraîne dans un mouvement oscillant, un15 piston unique 74. perpendicular to the axis of the system and, by a crankshaft with an off-center axis 66, it drives an oscillating movement, a single piston 74.

Le piston 74 est mobile, verticalement sur la figure, dans l'axe du cryostat, dans une chemise formée à The piston 74 is movable, vertically in the figure, in the axis of the cryostat, in a jacket formed at

l'intérieur du carter 50.inside the housing 50.

Sur l'axe décentré 66 est montée la cage interne 68 On the offset axis 66 is mounted the internal cage 68

d'un roulement à billes, dont la cage externe 67 est emprisonnée dans une gorge rectiligne 75 creusée laté- a ball bearing, the outer cage 67 of which is trapped in a rectilinear groove 75 hollowed out laterally

ralement dans la surface périphérique du piston 74, perpendiculairement à son axe et au plan de la figure. Cette disposition permet d'assurer le mouvement alternatif du25 piston tout en l'immobilisant en rotation. ralement in the peripheral surface of the piston 74, perpendicular to its axis and the plane of the figure. This arrangement ensures the reciprocating movement of the piston while immobilizing it in rotation.

La chambre de compression 63 est ménagée entre la face d'extrémité supérieure du piston et le carter 60. Elle The compression chamber 63 is formed between the upper end face of the piston and the casing 60. It

est reliée, comme dans le cas précédent, par un perçage 62 et un conduit 61 au canal 39 débouchant dans la chambre de30 distribution du cryostat. is connected, as in the previous case, by a bore 62 and a conduit 61 to the channel 39 opening into the distribution chamber of the cryostat.

La face opposée du piston est creuse. On ménage ainsi, du côté opposé à la chambre de compression, un réservoir 65, de volume important par rapport au volume de gaz en circulation. La pression régnant dans ce réservoir reste donc pratiquement constante en fonctionnement. C'est ainsi que le piston 74 ménage là, à l'intérieur de sa chemise de guidage, un réservoir qui est directement ouvert sur la partie centrale du cryostat et qui remplit la fonction de volume tampon pour la vanne sous débit contrôlé constituée par l'orifice calibré 13 de la figure 1, à l'alimentation du piston gazeux occupant la The opposite side of the piston is hollow. There is thus formed, on the side opposite to the compression chamber, a reservoir 65, of large volume relative to the volume of gas in circulation. The pressure prevailing in this tank therefore remains practically constant in operation. Thus, the piston 74 provides there, inside its guide jacket, a reservoir which is directly open on the central part of the cryostat and which fulfills the function of buffer volume for the valve under controlled flow constituted by l calibrated orifice 13 of FIG. 1, at the supply of the gas piston occupying the

volume central 6.central volume 6.

Conformément à une variante de réalisation pratique restant dans le cadre de l'invention, on peut avanta- In accordance with a practical variant of embodiment remaining within the scope of the invention, it is possible before-

geusement appliquer la même disposition, ménageant le réservoir tampon, directement ouvert sur la surface libre de carefully apply the same arrangement, sparing the buffer tank, directly open on the free surface of

la pièce centrale 10 en tête du cryostat, à l'intérieur du piston de compression, dans le cas d'un refroidisseur de type TGP dont le pilotage est assuré par moteur linéaire20 plutôt que par moteur rotatif. the central part 10 at the head of the cryostat, inside the compression piston, in the case of a TGP type cooler the piloting of which is ensured by a linear motor 20 rather than by a rotary motor.

Sur la figure 7 on a fait apparaitre une variante de réalisation particulièrement avantageuse pour le fond du In Figure 7 we have shown a particularly advantageous embodiment for the bottom of the

cryostat. La représentation éclatée, utilisée pour plus de clarté, montre schématiquement le régénérateur 5 entre le25 tube 3 de gaz pulsé et la paroi tubulaire 2, qui laisse place à l'échangeur froid 8 contre la plaque 22. cryostat. The exploded representation, used for clarity, schematically shows the regenerator 5 between the tube 3 of pulsed gas and the tubular wall 2, which leaves room for the cold exchanger 8 against the plate 22.

L'échangeur 8 est ici constitué de lobes 77 de matériau massif en disposition rayonnante autour d'un noyau The exchanger 8 here consists of lobes 77 of solid material in radiating arrangement around a core

central 34. Entre ces lobes 77 se situent les passages de30 gaz 78 qui font communiquer l'extrémité inférieure du régénérateur avec le volume axial du tube 3. central 34. Between these lobes 77 are located the gas passages 78 which communicate the lower end of the regenerator with the axial volume of the tube 3.

Le feuilleté de tranquillisation du flux gazeux, dont il a déjà été question, est représenté constitué par un empilement de grilles perforées 81 monté en section transversale du tube 3 à cette extrémité inférieure. Ces grilles peuvent être retenues par des pattes du tube 3, comme représenté, ou simplement coincées entre le bout du tube et l'échangeur 8 dans sa partie centrale limitée par un épaulement 79 de centrage du tube 3. Dans tous les cas, le gaz passant entre les lobes de l'échangeur se trouve devoir The laminate for tranquilizing the gas flow, which has already been discussed, is represented by a stack of perforated grids 81 mounted in cross section of the tube 3 at this lower end. These grids can be retained by lugs of the tube 3, as shown, or simply wedged between the end of the tube and the exchanger 8 in its central part limited by a shoulder 79 for centering the tube 3. In all cases, the gas passing between the lobes of the exchanger is found

traverser l'empilement de grilles.cross the stack of grids.

Cette circulation est matérialisée par des flèches sur la figure 8, qui concerne un autre mode de réalisation particulièrement avantageux dans la mesure notamment o il facilite une tranquillisation du flux gazeux au plus près de la plaque froide 22. L'échangeur froid y est réalisé en deux parties 83 et 84 emboîtées concentriquement l'une dans l'autre; Chacune présente ses propres lobes de matériau d'échange thermique alternant avec des zones vides libres à la circulation gazeuse. Autrement dit, fonctionnellement20 l'échangeur est donc percé de canaux se répartissant en deux couronnes, l'une sous le régénérateur 5, l'autre en bout du This circulation is shown by arrows in FIG. 8, which relates to another particularly advantageous embodiment in particular in that it facilitates a tranquilization of the gas flow as close as possible to the cold plate 22. The cold exchanger is produced therein. two parts 83 and 84 nested concentrically one inside the other; Each has its own lobes of heat exchange material alternating with empty areas free for gas circulation. In other words, functionally, the exchanger is therefore pierced with channels dividing into two rings, one under the regenerator 5, the other at the end of the

tube 3. On voit en plus que la pièce interne 83 de l'échangeur est plus courte que la pièce externe 84 qui l'entoure et que, de la sorte, le bout du tube 3 vient se25 centrer dans la pièce 84 en butée sur la pièce 83. tube 3. It can also be seen that the internal part 83 of the exchanger is shorter than the external part 84 which surrounds it and that, in this way, the end of the tube 3 is centered in the part 84 in abutment on Exhibit 83.

Un empilement de grilles 82 constitue le feuilleté de tranquillisation du flux gazeux. Ces grilles sont interposées directement contre la plaque froide 22 entre celle-ci et les deux pièces 83 et 84 de l'échangeur. En cas30 de besoin, elles pourraient être bloquées dans l'échangeur en périphérie, en ménageant à cet effet un épaulement dans A stack of grids 82 constitutes the laminate for tranquilizing the gas flow. These grids are interposed directly against the cold plate 22 between the latter and the two parts 83 and 84 of the exchanger. If necessary, they could be blocked in the exchanger at the periphery, providing for this purpose a shoulder in

la pièce 84 formant la couronne annulaire de cet échangeur. the part 84 forming the annular ring of this exchanger.

On aura ainsi décrit en détail différentes variantes de réalisation des divers éléments constituant un cryostat suivant l'invention. Elles peuvent avantageusement se combiner sous toute forme opérante dans la réalisation d'un refroidisseur répondant aux caractéristiques de l'invention. We have thus described in detail different embodiments of the various elements constituting a cryostat according to the invention. They can advantageously be combined in any operating form in the production of a cooler meeting the characteristics of the invention.

Claims

1. Cryostat for cryogenic cooler implementing a closed working gas circuit between a compression chamber located in an associated pressure oscillator casing and an expansion chamber located at the bottom of the cryostat, in a heat exchange situation with a component to be cooled, characterized in that inside a thermal insulation envelope (1), integral with a base (4) for mounting on said casing (50, 60), it comprises a thermal regenerator ( 5) interposed on the working gas circuit, in an annular arrangement around an axial volume (6) extending between a cold exchanger (8) which is in thermal contact with the component to be cooled (21) and makes the regenerator (5) with said axial volume at the bottom of the cryostat (30), and a crown (71) for distributing gas in said regenerator (5), at the head of the cryostat, from a conduit (39) pierced through the base (4) for connection to the compression chamber on, and in that said distribution ring (71) is formed by a central piece (10,) mounting through said base axially at its center.

2. Cryostat according to claim 1, characterized in that said central part, with said distribution ring (71), is integral with a tube (3) limiting

said axial volume (6).

3. Cryostat according to claim 1 or 2, characterized in that said central part is removably mounted in said base, and interchangeable between a first model (10) for operation of said axial volume (6) in gas piston in a cooler of the pulsed gas type, and a second model (20), having an axial bore suitable for being traversed by a Stirling cycle cooler displacement piston, introduced at

sealed sliding in said axial volume (6).

4. Cryostat according to any one of the claims

1 to 3, characterized in that said cold exchanger (8) has a structure with a geometry of revolution, alternating around the axis of the cryostat, massive zones (33) made of a material which is a good thermal conductor and zones

voids (32) open to the passage of gas.

5. Cryostat according to claim 4, characterized in that said empty zones (33) extend on either side of a shoulder (34) for centering a central tube

(3) limiting said axial volume.

6. Cryostat according to any one of the claims

1 to 5, characterized in that said thermal insulation envelope (1) has an internal tubular wall (2) contiguous to the regenerator, closed by a plate (22) for receiving the component to be cooled, against which is

affixed said cold exchanger (8).

7. Cryostat according to any one of the claims

1 to 6, characterized in that said regenerator consists of a sheet wound on itself in the annular space comprised between an internal wall (2) of said envelope (1) and a central tube (3) limiting said volume axial, in the extension of said distribution ring, said sheet being machined, in particular by photo-lithographic process, so as to form separate strips (27) with smooth surfaces parallel to the axis of the cryostat and transverse bars (26) in extra thickness punctually joining the successive bands.

8. Cryostat according to any one of the claims

1 to 7, characterized in that said distribution ring has a lower abutment face on said regenerator in which is hollowed out a circular groove (45) communicating through orifices regularly distributed with an annular chamber (42, 43) formed externally around said central part at the base (4) of the cryostat, in communication with said channel (39).

9. Cryostat according to any one of the claims

1 to 8, characterized by a laminate of gaseous tranquilization grids interposed at the bottom of said

axial volume against the cold exchanger.

10. Stirling cycle cooler, characterized in that it comprises a cryostat according to any one of

claims 1 to 9, connected to the housing (60) of a

pressure oscillator comprising a displacement piston synchronized in phase shift with a compression piston and in that said displacement piston (55) is axially movable in said internal volume (6) of the cryostat (30) and passes in leaktight sliding in a bore axial (72) provided for this purpose in said central part (20)

mounted in said base of the cryostat.

11. Pulsed gas tube cooler, characterized in that it comprises a cryostat according to any one of

claims 1 to 9, connected to the housing (50) of a

pressure oscillator comprising means for periodically controlling a gas compression piston varying the volume of the compression chamber and a buffer tank of gas at constant pressure, and in that said central part (10) mounted in the base (4) of the cryostat comprises pneumatic connection means with controlled flow

with said tank (65).

12. Cooler according to claim 10, charac-

characterized in that said central part comprises, in addition to a channel (11) for passage of gas under controlled flow between said buffer tank of constant pressure gas formed inside the casing (50) of the pressure oscillator , and said axial volume (6) internal to the cryostat, the latter filling with gas in operation to constitute a gas piston out of phase with respect to the periodic compression, at least one other channel (12) with controlled flow, opening into an annular chamber (42, 43) formed by said central part (10) produced in accordance with the

claim 8.

13. Cooler according to claim 10 or 11i, characterized in that said gas buffer volume is formed inside a compression piston controlled by said control means, which for this purpose is directly open, in a jacket guiding said piston, on

said central part (10) of the cryostat.

14. Chiller according to any one of the claims.

cations 10 to 12, characterized in that, in a configuration of the rotary engine type, said control means comprise a crankshaft actuating a movement transmission mechanism by movable ball bearing in a groove formed transversely outside said piston.

15. Cryostat according to any one of the claims

1 to 8, in their operating combinations with one

any of claims 9 to 13, characterized in that

said base (4) forms a ring (17) for mounting said central part (10, 20), in the extension of said volume

axial (6).