[发明专利]低温冷却的方法和系统

权利要求书

1. 使用具有由临界点压力和临界点温度确定的临界点的致冷剂以冷却物体的方法，该方法包括：

提高所述致冷剂的压力至其临界点压力之上；以及

然后，沿着一条热动力学路径热连通所述致冷剂和所述物体，以提高所述致冷剂的温度，而在热连通所述致冷剂和所述物体期间，所述热动力学路径保持上述压力大于所述临界点压力。

2. 如权利要求1所述的方法，其中所述热动力学路径提高所述致冷剂的温度至环境温度。

3. 如权利要求2所述的方法，其进一步包括从所述致冷剂和所述物体的热连通中除去所述致冷剂以后，降低所述致冷剂的压力至环境压力。

4. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括在提高位于其临界点温度之上的所述致冷剂的压力以后且在热连通所述致冷剂和所述物体以前，无需降低所述致冷剂的压力至其临界点压力之下即可降低所述致冷剂的温度。

5. 如权利要求4所述的方法，其中降低所述致冷剂的温度的步骤包括将所述致冷剂与温度低于所述致冷剂的温度的第二液体致冷剂进行热连通。

6. 如权利要求5所述的方法，其中所述致冷剂和所述第二致冷剂是化学上相同的。

7. 如权利要求5所述的方法，其中所述第二液体致冷剂基本上在环境压力下。

8. 如权利要求4所述的方法，其中在降低所述致冷剂的温度时，所述致冷剂的压力基本上不变。

9. 如权利要求1所述的方法，其中在热连通所述致冷剂和所述物体期间，所述致冷剂的压力基本上不变。

10. 如权利要求1所述的方法，其中提高所述致冷剂的压力至其临界点压力之上的步骤包括提高所述致冷剂的压力至接近其临界点压力。

11. 如权利要求1所述的方法，其中提高所述致冷剂的压力至其临界点压力之上的步骤包括在接近其临界点温度下提供所述致冷剂。

12. 如权利要求1所述的方法，其中提高所述致冷剂的压力至其临界点压力之上的步骤包括在其临界点温度±10％内的温度下提供所述致冷剂。

13. 如权利要求1所述的方法，其中提高所述致冷剂的压力至其临界点压力之上的步骤包括：

在绝热罐内放置所述致冷剂；以及

在所述绝热罐内进行加热至少直至达到所述绝热罐内的预定压力。

14. 如权利要求1所述的方法，其中所述致冷剂包括N₂。

15. 使用具有由临界点压力和临界点温度确定的临界点的致冷剂以冷却物体的方法，该方法包括：

提高所述致冷剂的压力至其临界点压力的0.8至1.2倍之间，以及在其临界点温度±10％内的温度下提供所述致冷剂；

然后，无需降低所述致冷剂的压力至其临界点压力的0.8倍以下而降低所述致冷剂的温度；

然后，沿着一条热动力学路径热连通所述致冷剂和所述物体，以提高所述致冷剂的温度至环境温度，而在热连通所述致冷剂和所述物体期间，所述热动力学路径保持压力大于所述临界点压力的0.8倍；

然后，从所述致冷剂和所述物体的热连通中除去所述致冷剂；以及

然后，降低所述致冷剂的压力至环境压力。

16. 如权利要求15所述的方法，其中降低所述致冷剂的温度的步骤包括热连通所述致冷剂和一种液态致冷剂，所述液态致冷剂具有相同的化学结构并基本上保持在环境压力下。

17. 如权利要求15所述的方法，其中所述致冷剂选自以下组中：N₂、SF₆、N₂O、He和CO₂。

18. 使用具有由临界点压力和临界点温度确定的临界点的致冷剂以冷却物体的方法，该方法包括：

提高所述致冷剂的压力至接近其临界点压力；以及

然后，沿着一条热动力学路径热连通所述致冷剂和所述物体，以提高所述致冷剂的温度，而在热连通所述致冷剂和所述物体期间，所述热动力学路径保持上述压力接近所述临界点压力。