JPS5872892A - 超流動装置 - Google Patents
超流動装置Info
- Publication number
- JPS5872892A JPS5872892A JP17142981A JP17142981A JPS5872892A JP S5872892 A JPS5872892 A JP S5872892A JP 17142981 A JP17142981 A JP 17142981A JP 17142981 A JP17142981 A JP 17142981A JP S5872892 A JPS5872892 A JP S5872892A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- partition wall
- heat
- superfluid
- cryogenic fluids
- superfluidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0025—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0033—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超流動装置に係り、特に隔壁によって分離はれ
た二つの超流動ヘリウムの熱伝達に好適な隔壁構造に関
する。
た二つの超流動ヘリウムの熱伝達に好適な隔壁構造に関
する。
従来のこの種超流動装置において、二つの超流動ヘリウ
ムを分離する隔壁は平滑面の隔壁月俸であったり、隔壁
にフィンを付けて伝熱面積を増すなどの工夫が行われて
いた。しかし超流動ヘリウム動域の約２．１７に以下の
温度になると、隔壁の材料となる金属の熱伝導率が小さ
くなるので、フィンを付けた効果が余りあられ汎ないと
いう欠点があった。第１図に前記隔壁を使用する超流動
装置の１ｌｌｋ示す。液体ヘリウム容器１は、図では省
略した液体窒素などで冷却した中間温変壁の輻射シール
ドと断熱真空容器によって包囲されている。液体ヘリウ
ム容器１内に熱伝導性のすぐれた壁面を有する別容器２
を配置する。超流動装置の運転方法を簡単に説明する。
ムを分離する隔壁は平滑面の隔壁月俸であったり、隔壁
にフィンを付けて伝熱面積を増すなどの工夫が行われて
いた。しかし超流動ヘリウム動域の約２．１７に以下の
温度になると、隔壁の材料となる金属の熱伝導率が小さ
くなるので、フィンを付けた効果が余りあられ汎ないと
いう欠点があった。第１図に前記隔壁を使用する超流動
装置の１ｌｌｋ示す。液体ヘリウム容器１は、図では省
略した液体窒素などで冷却した中間温変壁の輻射シール
ドと断熱真空容器によって包囲されている。液体ヘリウ
ム容器１内に熱伝導性のすぐれた壁面を有する別容器２
を配置する。超流動装置の運転方法を簡単に説明する。
容器１に４．２に、１ａｔｍ の極低温液体１１＆ｌ
Ｊえば液体ヘリウム５を満たす。管６と弁７を介して、
３００にの加圧ヘリウムガスを導入すると、熱交換器８
によって、このヘリウムガスは凝縮し、別容器２内の液
体ヘリウム５は加圧きれた液体ヘリウムとなる。次に図
でに省略した油回転真空ポンプなどで排気管３を介゛し
てヘリウムガス４を排気し、３８ｍｍＨｇ以下に減圧し
た飽和超流動ヘリウムを得る。この飽和超流動ヘリウム
は、別容器２の壁面を介して加圧された液体ヘリウム９
を冷却する。こうして加圧状態の超流動ヘリウムを得る
ことができる。熱負荷１０が大きくなると別容器２の壁
構造が第２図（ａ）に示すような平滑金属壁では、金属
壁内に生ずる熱抵抗とともに超流動領域で無視できない
ほど大きくなるカビツシアの表面熱抵抗のために、太き
な温度差が発生し、容器ｌ内の液体ヘリウム、５が飽和
超流動ヘリウムとなっても、別容器２内の液体ヘリウム
９が超流動ヘリウムとならないという欠点があった。ま
た、第２図（ｂ）に示すようなフイ／ｌｌを付けて伝熱
表面積を増加させた構造では前記二つの熱抵抗のうち、
カビツシアの表面熱抵抗全減少させても、超流動領域の
温度では金属の熱伝導率が小さくなるのでフィン効率が
小さく、全体としての熱抵抗ばそ扛はど小さくならない
という欠点があった。
Ｊえば液体ヘリウム５を満たす。管６と弁７を介して、
３００にの加圧ヘリウムガスを導入すると、熱交換器８
によって、このヘリウムガスは凝縮し、別容器２内の液
体ヘリウム５は加圧きれた液体ヘリウムとなる。次に図
でに省略した油回転真空ポンプなどで排気管３を介゛し
てヘリウムガス４を排気し、３８ｍｍＨｇ以下に減圧し
た飽和超流動ヘリウムを得る。この飽和超流動ヘリウム
は、別容器２の壁面を介して加圧された液体ヘリウム９
を冷却する。こうして加圧状態の超流動ヘリウムを得る
ことができる。熱負荷１０が大きくなると別容器２の壁
構造が第２図（ａ）に示すような平滑金属壁では、金属
壁内に生ずる熱抵抗とともに超流動領域で無視できない
ほど大きくなるカビツシアの表面熱抵抗のために、太き
な温度差が発生し、容器ｌ内の液体ヘリウム、５が飽和
超流動ヘリウムとなっても、別容器２内の液体ヘリウム
９が超流動ヘリウムとならないという欠点があった。ま
た、第２図（ｂ）に示すようなフイ／ｌｌを付けて伝熱
表面積を増加させた構造では前記二つの熱抵抗のうち、
カビツシアの表面熱抵抗全減少させても、超流動領域の
温度では金属の熱伝導率が小さくなるのでフィン効率が
小さく、全体としての熱抵抗ばそ扛はど小さくならない
という欠点があった。
本発明の目的は超流動領域の温度で使用する場合に、高
効率の隔壁構造を有する超流動装置を提供することにあ
る。
効率の隔壁構造を有する超流動装置を提供することにあ
る。
本発明は、超流動領域の温ｅになると、温度の約３乗に
逆比例して増加するカビツシアの表面熱抵抗が無視でき
ないほど大きくなる。この熱抵抗を低下濾せるたｄ）、
伝熱面積を著しく増ケせることができ、かつその而のフ
ィン効率をほぼ１つ保つことができる隔壁構造會有する
ことを特徴とするものである。
逆比例して増加するカビツシアの表面熱抵抗が無視でき
ないほど大きくなる。この熱抵抗を低下濾せるたｄ）、
伝熱面積を著しく増ケせることができ、かつその而のフ
ィン効率をほぼ１つ保つことができる隔壁構造會有する
ことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第３図にエリ説明する。熱交
変すべき二つの極低温液体金分雌する隔壁１２は熱交換
すべき二つの極低温液体５．９が深く交差するように蛇
行状平滑板１２やその表面にフィンを何する板などによ
って構成する。前記フィンの代わりに焼結金属全接合し
たもの全使用してもよいことば占う寸でもない。このよ
うな構造の隔壁とすることによって、カビツシアの表面
熱抵抗業者しく不埒くするに足る伝熱衣面槓を得ること
がでさ、そのフィン効４はほぼｌに保つことができる。
変すべき二つの極低温液体金分雌する隔壁１２は熱交換
すべき二つの極低温液体５．９が深く交差するように蛇
行状平滑板１２やその表面にフィンを何する板などによ
って構成する。前記フィンの代わりに焼結金属全接合し
たもの全使用してもよいことば占う寸でもない。このよ
うな構造の隔壁とすることによって、カビツシアの表面
熱抵抗業者しく不埒くするに足る伝熱衣面槓を得ること
がでさ、そのフィン効４はほぼｌに保つことができる。
筐た、隔壁目体の伝熱断面積も著しく増加することにな
るので、隔壁の熱抵抗も大幅に小ざくできる。熱交換す
べき二つの極低温液体に通常の液体と違って共に超流動
ヘリウムであるので、上記のように構成さｔた間隙内に
おいてもその自発的な内部対流によって熱伝導率は５０
ＷローＩＫ−＋（銅の３００ Ｋにおける熱伝導率にほ
ぼ４ ＶＪｃｍ−’ Ｋ−’である。）と非常に大きい
ので流体内に己！勾配が生ずることはほとんどない。以
上述べたような構造の伝熱面ケ有する隔壁の実際的な構
成としては、成形あるいに溶接法などによって形成した
ベローズ、第４図に示すように一端を閉じた管１４を複
数個、平板あるいは曲面板１３に取付けｆｃ、ようなも
のなどがある。’Ｅ ｆｃＳ第５図のように、平板ある
いは曲面板に二つの極低温液体５，９が深く交差するよ
うに深溝を設けたものなどがある。この工うｌ構造の隔
壁で第１図に示す別容器２目体全構成する必要はなく、
第６図に示すように王熱換器１５として容器２に付属さ
せることもできる。
るので、隔壁の熱抵抗も大幅に小ざくできる。熱交換す
べき二つの極低温液体に通常の液体と違って共に超流動
ヘリウムであるので、上記のように構成さｔた間隙内に
おいてもその自発的な内部対流によって熱伝導率は５０
ＷローＩＫ−＋（銅の３００ Ｋにおける熱伝導率にほ
ぼ４ ＶＪｃｍ−’ Ｋ−’である。）と非常に大きい
ので流体内に己！勾配が生ずることはほとんどない。以
上述べたような構造の伝熱面ケ有する隔壁の実際的な構
成としては、成形あるいに溶接法などによって形成した
ベローズ、第４図に示すように一端を閉じた管１４を複
数個、平板あるいは曲面板１３に取付けｆｃ、ようなも
のなどがある。’Ｅ ｆｃＳ第５図のように、平板ある
いは曲面板に二つの極低温液体５，９が深く交差するよ
うに深溝を設けたものなどがある。この工うｌ構造の隔
壁で第１図に示す別容器２目体全構成する必要はなく、
第６図に示すように王熱換器１５として容器２に付属さ
せることもできる。
本発明にＬｎば、フィン効率をほぼ１に保ったま筐隔壁
の伝熱断面＋＊’ｅ増加させるとともに、隔壁の両側面
の伝熱表面積を著しく増加芒せることができることによ
って、隔壁の総合的な熱抵抗とカビッシアの全表面熱抵
抗の総和を著しく減少させることができるので、単位交
換熱量当りの熱交換部の体積を大幅に減少させることが
できるという効果がある。
の伝熱断面＋＊’ｅ増加させるとともに、隔壁の両側面
の伝熱表面積を著しく増加芒せることができることによ
って、隔壁の総合的な熱抵抗とカビッシアの全表面熱抵
抗の総和を著しく減少させることができるので、単位交
換熱量当りの熱交換部の体積を大幅に減少させることが
できるという効果がある。
第１図に従来の超流動装置の１例を示す模式図、第２図
（ａ）、 （ｂ）は従来の超流動装置における隔壁の断
面図、第３図は本発明の超流動装置における隔壁の断面
図、第４図および第５図は本発明における隔壁の他の例
を示す断面斜視図、第６図は本発明の超流動装置の他の
実施例を示す模式図である。 ２・・・別答器、５・・・飽和超流動ヘリウム、９・・
・加圧超流動ヘリウム、１２・・・隔壁、１４・・・管
、１５・・・王熱交換部。 ｔ・１・°′ 第 ３ 図 ′ｖ５４図 ４３９− 第 ５ 図 石６図
（ａ）、 （ｂ）は従来の超流動装置における隔壁の断
面図、第３図は本発明の超流動装置における隔壁の断面
図、第４図および第５図は本発明における隔壁の他の例
を示す断面斜視図、第６図は本発明の超流動装置の他の
実施例を示す模式図である。 ２・・・別答器、５・・・飽和超流動ヘリウム、９・・
・加圧超流動ヘリウム、１２・・・隔壁、１４・・・管
、１５・・・王熱交換部。 ｔ・１・°′ 第 ３ 図 ′ｖ５４図 ４３９− 第 ５ 図 石６図
Claims (1)
- 熱交換すべき二つの極低温液体を分離する隔壁を有する
超流動装置において、前記隔壁を二つの極低温流体が深
く交差するような構造としたことを特徴とする超流動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17142981A JPS5872892A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 超流動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17142981A JPS5872892A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 超流動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5872892A true JPS5872892A (ja) | 1983-04-30 |
Family
ID=15922961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17142981A Pending JPS5872892A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 超流動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5872892A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50119789A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-09-19 |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP17142981A patent/JPS5872892A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50119789A (ja) * | 1974-02-22 | 1975-09-19 |
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