DE1924786A1 - Device for transporting heat from a lower to a higher temperature level - Google Patents
Device for transporting heat from a lower to a higher temperature levelInfo
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- DE1924786A1 DE1924786A1 DE19691924786 DE1924786A DE1924786A1 DE 1924786 A1 DE1924786 A1 DE 1924786A1 DE 19691924786 DE19691924786 DE 19691924786 DE 1924786 A DE1924786 A DE 1924786A DE 1924786 A1 DE1924786 A1 DE 1924786A1
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Description
"Vorrichtung sum Transportieren γοη Warne von. einem niedrigeren su einein höheren "leffineraturniveau"."Device sum transporting γοη warnings from. A lower su a higher" oil level ".
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zumThe invention relates to a device for
.Transportieren von Tiärme von einem niedrigeren zu einem höheren Tempera tumiveaUf vobei beiie Temperaturniveaus unter der Temperatur des.Transport of heats from a lower to a higher temperature level, with the temperature levels below the temperature of the
λ.-Punktes von Έβ liegen. Eine Tjekannte Vorrichtung der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist in "Cryogenios",April 1966» Seiten 30 - 88 beschrieben worden. Diese Vorrichtung.ist mit-einem He ^Hd-QemiBch gefüllt und enthält eine auf einer sehr niedrigen Temperatur, beispielsweise 0,1 0K, stehende Kiachkaminer, die über einen Verbindunsskanal nit einem Verdampfungsbehälter verbunden ist, der beispielsweise eine Temperatur van 0,8 K äufiieist. Der Dampfraum dieses Behäl· ters ist über eiheh oder mehrere QQsenstromw.ärmeaustausoher mit der ι Saugseito einer bot- Zimmortemperatur arbeitenden Diffuaiongpurope, die λ. point of Έβ. A known device of the type to which the present invention relates has been described in "Cryogenios", April 1966 »pages 30-88. This device is filled with a He ^ Hd-QemiBch and contains a kiachkaminer standing at a very low temperature, for example 0.1 0 K, which is connected via a connecting duct to an evaporation container, which is for example a temperature of 0.8 Purchase is. The steam room this Behäl · ters is about eiheh or more QQsenstromw.ärmeaustausoher working with the ι Saugseito a bot- Zimmortemperatur Diffuaiongpurope that
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Dampf absaugt, verbunden. Infolge der gro^seren Fiüchti^eit wird diesel» Dampf im wesentlichen aus He bestehen. Von der Druckseite der Pump· aus wird dieser Dampf danach über die genannten Wärmeaustauscher, wo es im Gegenstrom au dem der Pumpe zuströmenden Dampf abkühlt, und.eine» oder mehrere Hohler, wo es weiter bis unter seine !Condensationstemperatur abkühlt, einem weiteren Wärmeaustauscher zugeführt, der mit dein Verbindungskanal in thermischem Kontakt steht und der mit seiner Ausgangsseite an die Mischkammer angeschlossen ist. Da dieι Vorriohtung anfangs mit einem Gemisch aus Ήβ und Hq gefüllt ist und praktisch hur He-Dampf herumgepumpt wird, wird sich in der Mischkammer und im Verbindungskanal eine praktisch stillgehende Menge He befinden^ die je ' nach der Temperatur teilweise aus supraflüssigem und teilweise aus nor·* ; malem TIe besteht. Unter 0,8 0K findet in den flüssigen %e - "He Gemischen eine Phasentrennung statt und zwar eine Trennung in eine ^He- ;; reiche Phase, die 3ich als Flüssigkeit benimmt, und eine ^He-arme Phase, die sich als Gas benimmt. Diese Phasentrennung erfolgt in der Mischkammer. Beim TTb er gang der zugeführten He- reichen Phase (Flüssigkeit) in die He-arme Phase (Oas) findet also gleichsam Verdampfung βtatt und " die dazu erforderliche tTbergangswärme (Verdampfungswärae) ergtttt einen Kühleffekt. Danach wird das "3He in die Menge supraflüesigen;%e in Verbindungskanal expandieren, wobei eine viel grössere Menge Kälte erpuegt wird, die jedoch praktisch giinzlioh zur ISihlung des ^He-Stromee zut ",.. Mischkammer erforderlich ist. :j ; ; Sucks off steam, connected. As a result of the greater volatility, diesel steam will essentially consist of He. From the pressure side of the pump, this steam is then fed to a further heat exchanger via the heat exchangers mentioned, where it cools in countercurrent to the steam flowing into the pump, and one or more cavities, where it continues to cool below its condensation temperature , which is in thermal contact with your connecting channel and which is connected with its output side to the mixing chamber. Since the device is initially filled with a mixture of β and Hq and practically all He vapor is pumped around, there will be a practically stagnant amount of He in the mixing chamber and in the connecting duct ^ which, depending on the temperature, is partly made up of superfluid and partly of nor · * ; malem TIe. Below 0.8 0 K, a phase separation takes place in the liquid% e - "He mixtures, namely a separation into a ^ He- ;; rich phase, which behaves as a liquid, and a ^ He-poor phase, which turns out to be This phase separation takes place in the mixing chamber. When the supplied He-rich phase (liquid) passes into the He-poor phase (Oas), evaporation takes place and the necessary transition heat (evaporation heat) produces a cooling effect. Then the " 3 He will expand into the amount of superfluid;% e in the connecting channel, whereby a much larger amount of cold is detected, which, however, is practically suitable for cooling the He-flow", .. Mixing chamber is required. : j ; ;
Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt in der Tatsache, dass der ^He-Dampf aus dem Verdampfungsbeha'tter «uf Ziemer« temperatur aufgewärmt und danach wieder auf die Temperatur flÜeeigen Heliums abgekühlt wird. Dies geht selbstverständlich mit VerlustenA disadvantage of this known device is the The fact that the ^ He vapor from the evaporation tank "goes to Ziemer" warmed up temperature and then back to temperature Helium is cooled. Of course, this goes with losses
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V winner, wÜhrend die Vorrichtung konstruktiv sehr verwickelt ist. Ein
, fiterer wi oh tiger Nachteil ist, d»B3 die Diffusionspumpe auf Zimmer» "-! ■■"'- : "■ - ■ - ■
V winner, while the device is structurally very complex. Another important disadvantage is that the diffusion pump on the room
' ;i^|ip*rat\ye arbeitet, to does bei den herrechenden sehr niedrigen Druck'; i ^ | ip * rat \ ye works, to does at the herrechenden very low pressure
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j fön beispielsweise 10 * mm fig nur kleine - Kennen herumjepumpt uerdenj hair dryer, for example, 10 * mm fig only small - know you are pumped around ,sp dass «uoh die IKlteereeugunr; nur gering sein wird., sp that «uoh the iclteereuunr; will only be minor.
Hei einer anderen vorgeechlaginen Verrichtung zum Transton tf&roe von einem niedrigeren zu einen ho'heren Temperatur-WObei die beiden Niveaus unter der λ -Temperatur von He liegt, reines %e in einem Umlauflcanal herumeenumpt, uobei der Umlaufk«n*l ein Bupraleck enthalt. .; v Unter einem Supraleok tauss in iäusamnenhang der v->rlie-In another pre-chaged task to transton tf & roe from a lower to a higher temperature where the two levels are below the λ -temperature of He, pure% e is pumped around in a circulation channel, with the circulation corner containing a Bupralck. .; v Under a supraleok ts in connection with the v-> rlie-
jßtiden Anmeldung eine Materialinasse verstanden vrerden, welche die Eijeni iiübaft auf»;eist, das3 normales ^Ie nicht durch diese Kasse hin.lurch-Vv fiieteen kennr wKhrend supraflüsaiges He hindurohflieesen kann, ohnevrerden jßtiden application meant a Materialinasse which the Eijeni iiübaft on "; can not hindurohflieesen by this fund hin.lurch-Vv fiieteen mark r wKhrend supraflüsaiges He eist, DAS3 normal ^ Ie without
dfiöj! bei der DurchstrÖKung bewegliche i.'irbel auftreten. ■ 1^'·■■;·■-> Der reetliohe Teil de3 TJmlaufkanalB ist derart ausce-dfiöj! Movable vortices occur during the flow. ■ 1 ^ '· ■■; · ■ -> The straight part of the 3 T flow channelB is so ex-
. %lld*t» dftSa das Iledium darin seine 'tritische Geschwindigkeit überschreitet und Uirbeln auftreten, Kit der lumpe triru nun auf das Helium in. % lld * t »dftSa the ileum in it exceeds its tritic speed and eddies occur, kit the lumpe triru now on the helium in
eine Triebkraft ausgeübt,, die bein Starten also in dem , wo die Temperatur noch überall gleich ist,, eine Druck-iff erens über denjenigen Teil des Umlaufkanals verursacht, in den: sich jkt/Ul· S|»pr»leck befindet. An Supralock: wird keine Druckdifferenz auftreten ι liotftnge die Temperatur auf beiden Seiten gleich ist. Durch die Druckdi fieren ε an anderen Teil des ünlr-uflzanals v.-ird darin das Helium, sowohl das eupraflüsaige als auch das ncrtr.ale Helium, zu fliessen ann» Das bedeutet, dass mit der. normalen Heliux n'äraie mit geführtexerted a driving force which, when starting, in the place where the temperature is still the same everywhere, causes a pressure drop over that part of the circulation channel in which there is jkt / Ul · S | »pr» leak. At Supralock: there will be no pressure difference ι liotftnge the temperature is the same on both sides. Due to the pressure di fes ε at other part of the inner-auricular canal, the helium, both the euprafluid as well as the natural helium, can flow in it. "This means that with the. normal Heliux n'äraie with
i "Vend Bwar von der „einen Seite des Svrrralecks an der TuEoe unl lea- i "Vend Bwar from" one side of the Svrrralck at the TuEoe unl lea-
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dort vorhandenen Kühler. Dies hat zur Folge, das3 am Supraleck eine » .Temperaturdifferenz entsteht, was eine damit übereinstimmende Druokdifferenz tni^ sich bringt. Auf diese Weise wird bei einer zunehmenden Teniperaturdifferenz am Supraleck die Druckdifferen-z am Supraleck zunehmen und gleichzeitig die Druckdifferenz am weiteren Teil des Umlaufkanals abnehmen, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, wobei auf der einen Seite des Supralecks eine sehr niedrige Temperatur herrscht · und von dort Kärme zum Kühl er geführt wird. Die Vorrichtung kann dann einen Gegenstand bei der genannten niedrigen Temperatur kühlen.existing cooler there. This has the consequence that3 at the supraleck a » .Temperature difference arises, which corresponds to a pressure difference tni ^ brings itself. In this way it is increasing Temperature difference at the supraleck the pressure differences at the supraleck increase and at the same time the pressure difference in the further part of the circulation channel decrease until a state of equilibrium is reached, with on on one side of the supraleck there is a very low temperature and from there Kärme to the cooler he is led. The device can then cooling an object at said low temperature.
Die Erfindung bezweokt nun, eine Kombination der bekann-The invention is now aimed at a combination of the known
λ 4 λ 4
ten mit einem Gemisch aus He und He arbeitenden Vorrichtung und dir vorgeschlagenen mit reinem He arbeitenden Vorrichtung zu schaffen» wobei lie ICälteerzeugung einerseits durch zyklische Entmischung von He uni He mit nachfolgender Expansion von He in superflüssiges %e und andererseits durch Anlegung einer Druckdifferenz an ein Supraleck und i'Zä'ltetranaport durch eine seine kritische Geschwindigkeit überschrei-ten with a mixture of He and He working device and you proposed to create with pure He working device »where On the one hand, cold generation was achieved through cyclic separation of He uni He with subsequent expansion of He into superfluid% e and on the other hand by applying a pressure difference to a supraleck and i'Zä'ltetranaport by exceeding its critical speed
tcnde Strömung von supraflüssigem He erhalten wird.A decreasing flow of superfluid He is obtained.
Die erfiniungsgemässe Vorrichtung veiet das Kennzeichen suf, das:: die Verrichtung eine Flüssigkeitspumpe enthält, deren Abführungsleitunj sich über einen oder mehrere Kühler sowohl an einen ersten als au3h an einen z-reiten ZufuhrungEkanal an3chlieast, wobei sich der erste Zuführung-anal mit seiner anderen Seite an die Oberseite einer IIischkar.r.er anschliesst, und der zweite Zuführungskanal ein Supraleck enthält und mit seiner anderen Seite im unteren Teil der Mischkammer mündet, wobei sich an die Ilischkammer ein Abführungakanal anschliesst, der mit dem ersten Zuführungskanal in wärraeaus taue chendem -'The device according to the invention has the characteristic suf that: the operation contains a liquid pump, the discharge line of which connects via one or more coolers to both a first and also to a z-wide supply duct, with the other side of the first supply-anal to the top of a IIischkar.r.er, and the second feed channel contains a supraleck and opens with its other side in the lower part of the mixing chamber, with a discharge channel adjoining the Ilisch chamber, which with the first feed channel in heat exchangers - '
Kontakt steht und sich mit seiner anderen Seite an die Saugseite der ■Contact is made and its other side is on the suction side of the ■
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anschliesst, wcbei die Blischkammer, der erste und zweite Zuführungskänal und der Abführung3kanal thermisch, gegeneinander , isoliert sind und die Vorrichtung im Betrieb mit einem Gemisch von He und He gefüllt ist, wobei im Betrieb in dem 'den} genannten I5ühler(n) eine Temperatur herrscht die unter dem λ -Punkt des He- He- Gemisches an der Eintritts3eite des ersten und des zweiten Zuführungskanals lie~t, se dass dort Entmischung von^He und He auftritt und die Konzentration von He im ersten Zuführunjskanal höher ist als im Abführun ^s kanal und in der Pumpe, und wobei der Abführungskanal derart bemessen ist, dass das l-Iedium darin seine kritische Geschwindigkeit überschreitet und. bewegende Wirbel auftreten. then, while the bling chamber, the first and second supply channel and the discharge 3-channel thermal, against each other, are isolated and the device in operation with a mixture of He and He is filled, whereby during operation in the 'the} mentioned I5ühler (s) a temperature prevails below the λ point of the He-He mixture at the entry side of the first and second feed channels let that there segregation of ^ He and He occurs and the concentration of He in the first supply canal is higher than in the discharge ^ s channel and in the pump, and where the discharge channel is so sized is that the medium therein exceeds its critical speed and. moving eddies occur.
Bei der erfindungsgemassen Vorrichtung bleibt das Medium ständig in der Flüssigkeitsphase, so dass keine Verluste infolge der Aufwartung auf Zimmertemperatur und der nachfolgenden Abkühlung auf die Temperatur flüssigen Heliums, wie dies bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist, auftreten werden. ¥eiter wird bei der erfindung3-f^emä'saan Vorrichtung Flüssigkeit herum gepumpt, so dass leicht eine gros-3Θ !»!enge transportiert werden kann. YIn the device according to the invention, the medium remains constantly in the liquid phase, so that no losses as a result of the Waiting for room temperature and then cooling down the temperature of liquid helium, as in the known device is the case, will occur. ¥ pus becomes with the invention3-f ^ emä'saan Device liquid pumped around so that easily a large-3Θ ! »! Close can be transported. Y
Bei der erfinduflgegemessen Vorrichtung wird eine Srfcmischung von He und ^e erhalten, indem das durch die Pumpe hut Uiuok gebrachte Gemisch einer gekühlten. Stelle zugeführt wird, wo sich die Abführung3leitung der Pumpe an den ersten 2uführung3kanal und den zweiten Zuführung3fcanal, in dem siöh das Supraleek "befindet, änachliesst. Die gotcühlte Stelle v/ird dabei auf einer Temperatur gehalten, die un-. ter dem λ.-Punkt des Gemisches an dieser Stelle liegt. Das supraflüsjsige %e kann nahezu ungehindert durch das Supraleek hindurohfliessen,In the device, a erfinduflgegemessen Srfcmischung of He and e ^ is obtained by the hut through the pump Uiuok placed in a cooled mixture. Point is fed where the discharge line of the pump to the first 2 feed 3 channel and the second feed 3 channel, in which the Supraleek is located, continues. The cooled point is kept at a temperature below the λ. The point of the mixture lies at this point. The superfluid% e can flow almost unhindered through the Supraleek hindu,
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vra'hrend das Supraleok für He einen sehr grossen StrömungsvriderstandIn view of the fact that the supraleok for He has a very large flow resistance
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aufweist. Dadurch wird das He durch den ersten Zuführungskanal fliessen. Dieser erste Zuführungskanal hat fur das SuprafluiUum eine grosse Impedanz. Die- bei der Entmischung frei-jewordene Wärme wird: in den Kühler abgeführt. Das He im ersten Suführungsfcanal wird weiter durch Wärmeaustausch mit Iledium im Abführungskanal abgekühlt. In der Mischkammer werden das He und das He wieder zusammengefügt, wobei eine trosse !!enge Kalte bei sehr niedriger Temperatur erzeugt wird. Diese Kälte kann zur Kühlung irgend eines Gegenstandes benutzt werden, wobei dann dem Iledium Wärme zugeführt wird. Die Abfuhr dieser "arme erfolgt mit Hilfe des durch den Abführungskanal fliesaenden He und des normalen He. Dabei wird das He bei einher niedrigeren Konzentration in den „* Abfuhrungskanal abgeführt werden, als es zugeführt ist. Dies ist dadurch möglich, dass der Abführungskanal derart bemessen ist, dass darin im Suprafluidum Wirbel auftreten, waa eine Druckdifferenz am Abführungskanal verursacht. Dadurch wird sowohl das He als auch da3 normale TIe und das 3upraflÜ3sige *He durch &en Abführungskanal fHessen.having. This will cause the He to flow through the first feed channel. This first feed channel has a large impedance for the superfluid. The heat released during segregation is: discharged into the cooler. The He in the first supply channel is further cooled by heat exchange with iledium in the discharge channel. In the mixing chamber, the He and the He are put back together, creating a very tight cold at a very low temperature. This cold can be used to cool any object, in which case heat is then added to the ileum. The discharge of these "arms" takes place with the help of the He flowing through the discharge channel and the normal He. The He is discharged into the discharge channel at a lower concentration than it is supplied. This is possible because the discharge channel is dimensioned in this way is that it occur in the fluidized Suprafluidum, waa a pressure differential across the exhaust duct caused. Thereby, both the He and da3 normal TIe and 3upraflÜ3sige He * through en exhaust duct & fHessen.
Auf diese Weise ist eine Vorrichtung erhalten, deren ' : Konstruktion einfach ißt und in der mit einem verhältnismaissig guten Wirkungsgrad eine grosse Menge Kälte bei sehr niedriger Temperatur erzeugt werden kann. In this way a device is obtained whose ': Construction eats easily and in the with a relatively good efficiency a large amount of cold can be generated at a very low temperature.
Bei einer weiteren günstigen Ausföhrungsform ist die ΐ Plöesiglceitspumpe eine Zentrifugalpumpe. ' iAnother favorable embodiment is the ΐ Plöesiglceitspumpe a centrifugal pump. 'i
Eine weitere günstige Ausführungsforra der erfindunga·Another favorable embodiment of the invention
geraässen Vorrichtung weist das Kennzeichen auf, dass der erst· und . Λ zweite Zuführungskanal die Mischkammer und der Abführungskanal in einem vakuumisolierten Raum angeordnet sind, und das Ganze in einem Behäl» .r ter mit flüssigem Helium mit einer Temperatur, die unter dem λ-Funkt ίgeraässen device is characterized by the fact that the first · and. Λ second supply channel the mixing chamber and the discharge channel in one vacuum-insulated space, and the whole thing in a container ter with liquid helium with a temperature below the λ-funct ί
909882/1211. . . BADORiGlNAL909882/1211. . . BADORiGlNAL
Fmr. 3.221» 7 -' " Ί - · . Fmr. 3.221 » 7 - '" Ί - ·.
von TIe liegt, eingetaucht ist.from TIe is immersed.
Bei eine? weiteren günstigen Aus führun^-s form der cr-At one? another inexpensive version of the cr-
findungsgetaäsxsen Vorricirttino ^3* eine κ eitere Verrichtung, suto Irans-Portieren von Kärn.e von einen niedrigeren 2u einem höheren Tenreraturniveau vorhan-ien, wobei die beiden Hiveaus auch unter der Temreraturcleo λ -Punktes vcn 'Ho liegen, welche Vorrichtung mit ihrem kältesten Teil mit dem ersten Zufuhrunr?3kanal in >rärir.eaus tausch i3t* Dadurch vird das kediun in ersten Hufühnm^skanal ^-elcuiilt, 30 ,lass in der I.irchkarrnier eine niedrigere Tenperatur erreicht werden kann.findungsgetaäsxsen Vorricirttino ^ 3 * a κ more performance, so Irans porting from Kärn.e from a lower 2 to a higher temperature level available, whereby the two levels are also below the temperature scale λ point vcn 'Ho, which device with its coldest Part with the first supply channel in> rärir.eaus exchange i3t * This means that the kediun in the first farriery channel is elcuiilt, 30, so that a lower temperature can be reached in the church.
Ausfuhruncsbeisrie-le der Lrfirdunj sir.\ ii. -ler. "eichntuv^en dargestellt und ver&en ils feilenden näher beschrieben.Exportsbeisrie-le of the Lrfirdunj sir. \ Ii. -ler. "eichntuv ^ en shown and described in more detail for filing.
In Fi^. 1 ist ir.it der 3ezu,rsziffer 1 eine l-ischkarrverIn Fi ^. 1 is ir.it der 3ezu, reverse number 1 is a l-ischkarrver
angedeutet* An die Kischkanr.Gr 1 schilt ssen sich ein erster Zufülirun./skanal 2-uiul ein aweiter Zufiihrunjskanal 3 an, in -lcr. sich ein Surraleck befindet, wobei der erste■ Zuftüirun.skanal ?ben in der l-i3cb.lKir.r-er und der zweite ^führungskanal in unteren Teil der Mschkatncer nünaet. T'eiter schliesst sich an den tinteren Teil der ri30b.kanr.er eii. Abführuneskanal 5 an· ^er erste Suführunjskanal 2 und der Acführun^-skancl 5 stehen mittels Käroeaustauscher 7. S und ? (die Anzahl dieser ".ärr.eaustauscher kann selbstverständlich nach Ledari erveitert oder verringert werden) miteinander in v;ärnο vustauschender, "cntakt. Jeder dieser Kürmeaus taue eher ist ^urch ein Gehäuse aus gut-wa'nrel ei tender I-aterial, wie Kupfer, irebildet, während sich in jenem Gehäuse zwei getrennte ir.it gesinterten Kupferlrugeln gefüllte ICamn-ern 11 und 12 befinden, die * in den ersten Zuführungskanal 2 bzw. den Abführun^-skanal 5 auf gern titaen aind* Die üiachkaißtner. 1, der erste ZufxihrungsUanal 2 und der Abl, in len ^ticli die IJärceauatauscher 7? C "und P befinden»indicated * At the Kischkanr.Gr 1 a first supply channel 2-uiul a further supply channel 3 must be connected, in -lcr. there is a Surraleck, the first Zuftüirun.skanal? ben in the l-i3cb.lKir.r-er and the second ^ leading channel in the lower part of the Mschkatncer. T'eiter joins the inner part of the ri30b.kanr.er eii. Abführuneskanal 5 at · ^ he first Suführunjskanal 2 and the Acführun ^ -skancl 5 are connected by means of Käroeaustauscher 7. S and? (The number of these "heat exchangers can of course be increased or decreased according to Ledari") with each other in v; ärnο vustauschender, "cntakt. Each of these curve ropes is formed by a casing of well-wa'nrel ei tender I-aterial, such as copper, while in that casing there are two separate chambers 11 and 12 filled with sintered copper balls, which * in the first supply channel 2 or the Abführun ^ channel 5 to like titaen aind * Die üiachkaißtner. 1, the first supply channel 2 and the outlet, in len ^ ticli the heat exchanger 7? C "and P are located»
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"-'■".- PIIN. 3221,"- '■" .- PIIN. 3221,
und derjenige Teil des zweiten Zuführungskanals 3, in dem sich das · '■ Supraleck 4 "befindet, sind in eine vakuumisolierte Kammer 14 aufge- ■and that part of the second feed channel 3 in which the · '■ Supraleck 4 ″ is located in a vacuum-insulated chamber 14- ■ nomnien. Die iQätnmer 14 ist von einem Bad 15 aus flüssigem Helium mitnomnies. The iQätnmer 14 is from a bath 15 of liquid helium with
ο *ο *
einer Temperatur von beispielsweise 1,3 K umgeben. . r»a temperature of 1.3 K, for example. . r »
Der Ab führungskanal 5 liegt mit seiner der lüechkanimei? abgesandten Seite an einer Flüssigkeitspumpe 16· Die Abführungsleitung 17 dieser Flüssigkeitspumpe 1S liegt über einen Kühler 18 eowohl aa, ' P ersten Zuführungskanal 2 als auch am zweiten Zuführungskanal 3. AnThe discharge channel 5 lies with its the lüechkanimei? sent side on a liquid pump 16 · The discharge line 17 of this liquid pump 1S lies above a cooler 18 eowohl aa, ' P first supply channel 2 and on the second supply channel 3. An der Saugseite der Flüssigkeitspumpe 16 liegt zugleich eine Leitung 20, durch die das Gemisch von He und %e zugeführt werden kann.the suction side of the liquid pump 16 is also a line 20, through which the mixture of He and% e can be fed.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung let folgende, tfurofc, die Pumpe 16 wird ein Gemisch aus He und He unter Druck der Abfüh*· iningsleitung 17 zugeführt. Da die Abfuhrungeleitung 17 Bit dein Heliüa» bad 15 in Kärmeaustausch ßteht,-wird das Gemie'ch eine Temperatur iron , etwa 1,3 K. aufvreisen. Da das Supraleck 4 einen groseen Widerstand für das He aufweist, wird um dieses herum nur eupraflüeeiges Ήβ flieeeen» Ώβτ Zuführungskanal 2 irird derart ausgebildet, daea diesel· its Vergleich zum Supraleck für das Suprafluiduci einen gross en Wideretand hat« den ISanal 2 wird also hauptslohlioh He mit nur einigen ProÄent fliessen. Auf diese Weise wird vor den Eintritt in die Zufflhrung*lc»nÄle 2 und 3 eine ühtmischung dee ^He und des He erhalten· Dabei «rind Wärme frei, die in das flüssige Heliumbad I5 abgeführt wird. Infolge. der mit Hilfe der Pumpe 15 am Supraleck verureachte Druckdifferenic v,ird sich eine Tender aturcii ff er enz einstellen und sirer derart, ά*Μ» die Temperatur in der fcischkaEmer niedriger ist al« 1,3 0K und bei*· spielsweise C,6 0Y. betragen kann.The mode of operation of this device is as follows: the pump 16 is supplied with a mixture of He and He under pressure to the discharge line 17. Since the 17-bit bad Abfuhrungeleitung your Heliüa "15 ßteht in Kärmeaustausch that Gemie'ch iron -is a temperature about 1.3 K. aufvreisen. Since the supraleck 4 has a great resistance for the He, only superfluous Ήβ flow around it, βτ supply channel 2 is designed in such a way that this comparison to the supraleck has a great resistance for the superfluiduci, so I channel 2 is mainly used He flow with only a few proÄent. In this way, before entry into the supply line 2 and 3, a heat mixture of He and He is obtained. In the process, heat is released which is carried off into the liquid helium bath 15. As a result. the verureachte by pump 15 at Supra leak Druckdifferenic v, a tender aturcii ff he enz ird set and sirer such ά * Μ "the temperature in the fcischkaEmer lower al" 1.3 0 K and * · play as C, 6 0 Y. may be.
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BADORIGINAi, > BADORIGINAi, >
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PHN.PHN.
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kammer flies3t, wird in den Wärmeaustauschern £, 8 und 7 abgekühlt. In der 'Mischkammer 1 wird das He wieder mit dem a.e vermischt. Dabei wird eine Menge Kälte erzeugt (Über^angswärme + Expansion von He in TIe). Diese Kälte kann zur Kühlung eines Objektes benutzt werden. Die dabei zugefuhrte Wärme vird dann über das durch den Abführungskanal 5 zur 3s.u£seite der Pumpe fliessende Medium su einem höheren (1,3 K) Tomperaturniveau transportiert. Kühlung wird dabei auftreten einerseits durch den tTbergang der ^He-reichen Phase in die He-arme Phase und durch Expansion von He in ae und andererseits weil infolge der Tatsache, dass im Abführungskanal im Suprafluidum !."irbel auftreten, was eine Druckdifferenz über jemex Ksri&l verursacht,, auster dt« fluidum auch normales TIe und He durch den Abführungskänal wodurch eih Ttfärmestroia aus der liischkaminer sum Heliumbad erhalten wird, ' Dabei kann das He gegebenenfalls noch etwas weiter in den Abführungskanal expandieren, wobei Kälte erzeugt wird, die zur Kühlung de» ici Zuführungskanal 2 benutzt werden kann,chamber flows, it is cooled in the heat exchangers £, 8 and 7. In the 'mixing chamber 1, the He is mixed again with the ae. This creates a lot of cold (excessive heat + expansion of He in TIe). This cold can be used to cool an object. The heat supplied in the process is then transported to a higher (1.3 K) temperature level via the medium flowing through the discharge channel 5 to the 3s.u £ side of the pump. Cooling will occur on the one hand through the transition of the ^ He-rich phase into the He-poor phase and through the expansion of He into ae and on the other hand because eddies occur in the discharge channel in the superfluid, which creates a pressure difference over JEMEX Ksri & l causes "auster dt" fluidum also normal TIe and He through the discharge canal, which means that the heatestroia is obtained from the liischkaminer sum helium bath »Ici feed channel 2 can be used,
Auf diese Weise ist eine Vorrichtung mit einer Kühlleistung erhalten, die völlig in der Fltxssigk-eitaphase arbeitetIn this way, a device is obtained with a cooling capacity which works entirely in the liquid phase
und wobei trotzdem syklisohe Entmischung und Vermischung von He und stattfindtt.and with nevertheless syklisohe segregation and mixing of He and takes place
Pig, 3 seigt eine VorrlcatUng zum Transportier·» vott zwiephtn 8wei unter dera ^~^nkt von Helium liegenden Tempera-Pig, 3 shows a provision for the transport · »vott two temperatures below that of helium
i.Diese Vorrichtung umfasst dieselbe Vorrichtung wie in Wi$* 1, ' . · Bier Teile dieser Vorrichtung sind mit densely·» Be-i.This device includes the same device as in Wi $ * 1, '. · Beer parts of this device are densely · »loading
BUgaziffern wie in SIg,. t angedeutet, Me Vorrichtung enthiSlt weiter eine zweite Kühlvorrichtung, die auoh !Site, liefert bei einer Temperatur, die-unter dem \ -Punkt von Helium liegt. Diese irühlvorrichtung BA digits as in SIg ,. t indicated, Me device contains further a second cooling device, the auoh! site, supplies at a temperature that is -below the \ -point of helium. This cooling device
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PHH. 3221.PHH. 3221.
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umfasst ein erstes Supraleck 25, dessen eine Seite mit den flüssigen Έβ-Bad15 an Verbindung steht, und de3nen*andere Seite an' einem Raum 2C im Wärmeaustauscher 9 liegt. Der Raum 26 ist über eine Leitung und einen Kühler 20 mit einem zweiten Supraleck 29 verbunden. An seiner oberen Seite ist das Supraleck 20 von einem Raum 30, in dem sich eine Heizvorrichtung 3'1 befindet, begrenzt. Der Haum 30 ist weiter über eine Leitung 32 mit dem fio-Bad verbunden. Diese Vorrichtung ist weiter vi'llig in den Vaktmrnraum 14 auf^enomnen. Die Wirkungsweise ist folgende. Durch Zufuhr einer Strömung an die Heizvorrichtung 3t1 wird im Raum 30 eine höhere Temperatur herrschen als im Kühler 28. Dadurch tritt am Supraleck 29 ein Brunnenpu^peffekt auf, und s^praflüssiges Helium wird durch las Supraleck 29 in den Raum 30 und von dort ü*ber die Leitung 32 in das Ileliumbad fliesaen. Dadurch wird im Kühler 28 ein niedrigerer Druck herrschen, so dass aus dem Raum 26 Medium durch die Leitung 27 in den JSohler 28 fliesaen wird. Die Leitung 27 ist da-' bei derart bemessen, dasa das Medium darin seine kritische Oeecwhindi^eii uTiersohjeeitet und Wirbel auftreten· Das bedeutet, dassduroÄ ;; die Leitung 27 Sowohl supraflüaeige· al« auoh normal«» Heliusi flieset. Kit den normalen Helium wird iilrae vom Raum 26 in den täjhlt 23 tran»portieft, ao dasa im Raum 26 ein· niedrigere TeapUffttur Ulfcomprises a first supraleck 25, one side of which is connected to the liquid β-bath 15, and the other side of which is connected to a space 2C in the heat exchanger 9. The space 26 is connected to a second supraleck 29 via a line and a cooler 20. On its upper side, the supraleck 20 is delimited by a space 30 in which a heating device 3'1 is located. The hood 30 is further connected to the fio bath via a line 32. This device can also be opened in the vacuum chamber 14. The mode of action is as follows. By supplying a flow to the heating device 3t1, a higher temperature will prevail in the room 30 than in the cooler 28 * Flow into the ilelium bath via line 32. As a result, there will be a lower pressure in the cooler 28, so that medium will flow from the space 26 through the line 27 into the JSohler 28. The line 27 is dimensioned in such a way that the medium therein exudes its critical oeecwhindi ^ eii u animals and eddies occur · This means that duroÄ ;; the line 27 Both supraflüaeige · al «auoh normal« »Heliusi flows. Kit normal helium is transported from room 26 to room 23, ao thata in room 26 a lower TeapUfttur Ulf
•ine Teaperiitu»4ifferen*. Di· im Raun• Ine teaperiitu »4ifferen *. Di · in the space
da*tt benutzt, den He-Strom im Zufüiirungakunal 2 au kühlen. Dasthen used to cool the He current in the feed chamber 2. That
tet, das? im Mrmeaustauscher 9 das He nun einetet that? in the Mrmeaustauscher 9 the He is now one
aufweisen wird als die bei der Vorrichtung nach Fig. 1 der Fall ist* Onduroh wird nun auch die Temperatur in der Kisohkaimaer 1 niedriger" 36^n, so das3 die Vorrichtung naoh Fig, 2 ihre KAIte bei #in«rwill have than is the case with the device according to Fig. 1 * Onduroh is now also the temperature in the Kisohkaimaer 1 lower " 36 ^ n, so that the device according to Fig, 2 its KAIte at #in «r
903882/1211903882/1211
i'tywi'tyw
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PHlT. 3221.PHlT. 3221.
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geren Temperatur liefert als die V-rrichtung nach Pi-. 1. Es dürfte einleuchtenj dass statt ler Vorrichtung 25-32 ,regebenenfalls auch eine andere Xu'hlvorrichtune^Yerv.'endtiar ist, He im Zufuhrungslcanal 2 zu , loSlilen«Provides lower temperature than the direction according to Pi. 1. It should It is obvious that instead of the device 25-32, there may also be one other Xu'hlvorrichtune ^ Yerv.'endtiar is, He in the feed channel 2 to, loSlilen «
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