NO124080B - - Google Patents

Description

Anordning for overføring av varmeenergi fra Device for transferring heat energy from

et lavere til et høyere temperaturnivå.' a lower to a higher temperature level.'

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for overføring av varmeenergi fra et lavere til et høyere temperaturnivå. The present invention relates to a device for transferring heat energy from a lower to a higher temperature level.

For en kjent anordning av denne type er det allerede foreslått at de to -temperaturnivåer skal ligge under temperaturen til X-punktet for helium og den kjente anordning omfatter en sirkulasjonskanal som er fylt med ^He og i hvilken minst et materi-allegeme er plassert med den egenskap at normalt ^He ikke kan passere legemet mens superflytende ^He kan passere "legemet uten at For a known device of this type, it has already been proposed that the two -temperature levels should lie below the temperature of the X-point for helium and the known device comprises a circulation channel which is filled with ^He and in which at least one material body is placed with the property that normal ^He cannot pass the body while superfluid ^He can pass "the body without that

hvirvler opptrer på grunn av strømningen. Dette materiale utstrekker seg over en del av sirkulasjonskanalen og fyller helt ut passasjen. Sirkulas.jonskanalen omfatter videre en pumpe soin under eddies appear due to the flow. This material extends over part of the circulation channel and completely fills the passage. The circulation channel further includes a pump underneath

drift kan opprettholde en trykkforskjell over materiallegemet, og materiallegemet og i hvertfall en del av sirkulasjonskanalen som er plassert på lavtrykkssiden av legemet er termisk isolert", og den del av sirkulasjonskanalen som- står i forbindelse med høytrykkssiden av materialmassen er i.termisk kontakt med en kjøler, f.eks. et heliumbad, som har en temperatur som er lavere enn den-for ^\-punktet til ^He. Dimensjonene til sirkulasjonskanalen og pumpen blir valgt slik at heliumet i dem overskrider sin- kritiske hastighet og det opptrer hvirvler. operation can maintain a pressure difference across the material body, and the material body and in any case a part of the circulation channel which is located on the low-pressure side of the body is thermally isolated", and the part of the circulation channel which is in connection with the high-pressure side of the material mass is in thermal contact with a cooler, for example a helium bath, which has a temperature lower than that-for the ^\-point of ^He. The dimensions of the circulation channel and the pump are chosen so that the helium in them exceeds its syn-critical velocity and vortices appear.

I den følgende beskrivelse vil den materialmasse eller det legeme som har de egenskaper at normalt ^"He i det vesentlige ikke kan passere gjennom legemet og hvor superflytende ^He kan passere gjennom uten at det oppstar hvirvler, blir betegnet som- en. "superlekk"... - In the following description, the mass of material or the body which has the properties that normal ^"He essentially cannot pass through the body and where superfluid ^He can pass through without the formation of vortices, will be termed a "super leak". ... -

Med den foreslåtte anordning, oppnås en kontinuerlig kjøleprosess ved at hvirvler opptrer i sirkulasjonsladningen. I henhold til Landan gjelder for en kanal som omfatter helium ved en temperatur under 7\ —punktet, at drivkraften for heliumet må tilfredsstille ligningen With the proposed device, a continuous cooling process is achieved by eddies appearing in the circulation charge. According to Landan, for a channel containing helium at a temperature below the 7\ —point, the driving force for the helium must satisfy the equation

hvor where

/\p = trykkforskjellen over kanalen,, /\p = the pressure difference across the channel,,

p = spesifikk vekt for helium, p = specific gravity of helium,

S = entropi for helium, og S = entropy of helium, and

At = temperaturforskjellen mellom de to sider av At = the temperature difference between the two sides of

kanalen. the channel.

Videre data vedrørende dette kan bli funnet i "Fluid Mechanics", L.D. Landau og E.M. Lifshitz-, Pergamon Press, 1959 > °g i "Quantum Fluids", D.F. Brewer Proceedings of the Sussex University Symposium, 16 - 20 August, 1965- Further data regarding this can be found in "Fluid Mechanics", L.D. Landau and E.M. Lifshitz-, Pergamon Press, 1959 > °g in "Quantum Fluids", D.F. Brewer Proceedings of the Sussex University Symposium, 16 - 20 August, 1965-

Videre er det ifølge Anderson, yu = hn hvor h er Planck's konstant og n er antallet av kvantiserte hvirvler i super-fluidumet, som blir dannet på veggen til kanalen. Furthermore, according to Anderson, yu = hn where h is Planck's constant and n is the number of quantized vortices in the super-fluid, which are formed on the wall of the channel.

Ved start av den foreslåtte anordning blir en drivkraft /\/n utøvet på mediet i sirkulasjonskanalen på grunn av pumpens virkning. Ved det øyeblikk er temperaturen den samme overalt i anordningen, og således = 0. Dette betyr at /V/n i henhold til ovenstående uttrykk er overført til en trykkforskjell Ap over den del av sirkulasjonskanalen som står i forbindelse med sugesiden av pumpen ida ingen hvirvler kan opptre i" superlekken, iA^u over superlekken vil være null). Som et resultat av denne trykkforskjell vil normalt helium strømme gjennom nevnte del av kanalen til pumpen. Med denne strømning av normalt helium vil det også kunne iakttas en strøm av varmeenergi fra den ene side av superlekken til pumpen og kjøleren. Som et resultat av dette dannes en temperaturforskjell At over superlekken som har til resultat at trykkforskjellen Ap over den del av kanalen som står i forbindelse med sugesiden av pumpen blir mindre. Over superlekken til det begynne å virke en trykkforskjell, ved hvilken det ikke opptrer noen hvirvler i superlekken , Ap = p s At . At the start of the proposed device, a driving force /\/n is exerted on the medium in the circulation channel due to the action of the pump. At that moment, the temperature is the same everywhere in the device, and thus = 0. This means that /V/n according to the above expression is transferred to a pressure difference Ap over the part of the circulation channel that is connected to the suction side of the pump, since no eddies can occur in the "superleak, iA^u above the superleak will be zero). As a result of this pressure difference, normal helium will flow through said part of the channel to the pump. With this flow of normal helium, it will also be possible to observe a flow of heat energy from the one side of the super leak to the pump and the cooler. As a result of this, a temperature difference At is formed across the super leak which has the result that the pressure difference Ap across the part of the channel that is connected to the suction side of the pump becomes smaller. Above the super leak until it starts to work a pressure difference, at which no vortices appear in the super leak, Ap = p s At .

På denne måte kan det oppnås en enkel anordning for tilveiebringelsen av kulde ved en lavere temperatur ved å gå ut fra en temperatur som ligger under ^-punktet for helium. I denne anordning kreves det en pumpe for tilveiebringelsen av drivkraften y^^yu. Denne pumpe kan f.eks. være en sentrifugalpumpe eller en stempelpumpe. Det opptrer ingen temperaturforskjell over pumpen, In this way, a simple device can be obtained for the provision of cold at a lower temperature by starting from a temperature that lies below the ^-point for helium. In this device, a pump is required to provide the driving force y^^yu. This pump can e.g. be a centrifugal pump or a piston pump. There is no temperature difference across the pump,

slik at ^T = 0, og følgelig so that ^T = 0, and consequently

En vanskelighet er at One difficulty is that

denne pumpe drives ved temperaturer i nærheten av 1 K, som selv-følgelig medfører strukturelle problemer. Videre bør en slik pumpe være koblet til drivinnretninger som drives ved romtemperatur. På grunn av koblingen vil varmeenergi strømme mot pumpen, hvilken energi forsvinner, da en mengde av flytende helium fordamper fra heliumbadet som omgir pumpen. Dette betyr således et tap. this pump is operated at temperatures close to 1 K, which naturally causes structural problems. Furthermore, such a pump should be connected to drive devices that are operated at room temperature. Because of the coupling, heat energy will flow towards the pump, which energy disappears, as a quantity of liquid helium evaporates from the helium bath surrounding the pump. This therefore means a loss.

Det er. en hensikt med foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en anordning av den ovenfor omtalte type som har en bedre virkning og en enklere konstruksjon enn den for de tidligere kjente anordninger, i hvilken pumpen drives etter prinsippet for "fontene-•effekten". Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at begge temperaturnivåer ligger under temperaturen for ^s-punktet til helium, og anordningen omfatter en sirkulasjonskanal som under drift for innretningen er fylt med ^He og hvilken kanal er sammensatt av en første superlekk som ved en ende står i forbindelse med et forråd av ^He ved en temperatur som ligger under A-punktet og ved sin andre ende står i forbindelse med et første rom i hvilket varmeenergi kan bli tilført til heliumet, hvilket rom står i forbindelse gjennom en første kanal og en kjøler i hvilken varmeenergi kan trekkes ut fra heliumet ved en temperatur sam ligger under.\-punktet, med en andre superlekk som ved sin andre ende grenser til et annet rom i hvilket varmeenergi kan tilføres til heliumet, og med hvilket rom det står en andre kanal i forbindelse, en oppvarmings - innretning med hvilken varmeenergi kan bli tilført til helium ved en temperatur høyere enn den som virker under drift i kjøleren, som er anordnet i det første og/eller andre rom, og den første og andre-kanal er dimensjonert slik at mediet under drift i disse overskrider sin kritiske hastighet, og- det oppstår hvirvler, og at anordningen er termisk, isolert. It is. one purpose of the present invention is to provide a device of the above-mentioned type which has a better effect and a simpler construction than that of the previously known devices, in which the pump is operated according to the principle of the "fountain effect". The device according to the invention is characterized by the fact that both temperature levels are below the temperature for the ^s point of helium, and the device comprises a circulation channel which, during operation of the device, is filled with ^He and which channel is composed of a first super leak which at one end stands in connected to a supply of ^He at a temperature below the A point and connected at its other end to a first space in which heat energy can be supplied to the helium, which space is connected through a first channel and a cooler in which heat energy can be extracted from the helium at a temperature below the .\-point, with a second super leak which at its other end borders another space in which heat energy can be supplied to the helium, and with which space there is a second channel in connection, a heating device with which heat energy can be supplied to helium at a temperature higher than that which works during operation in the cooler, which is arranged in the t first and/or second room, and the first and second channels are dimensioned so that the medium during operation in these exceeds its critical speed, and eddies occur, and that the device is thermally insulated.

På denne måte oppnås en anordning i hvilken ved tilføring av termisk energi til ^"He i det første ellér andre rom, ved en høyere temperatur enn den som er virksom i kjøleren, en fontenepumpeeffekt opptrer over den første og andre superlekk, henholdsvis slik at en drivkraft Z^u. blir oppnådd for heliumet i sirkulasjonskanalen. Dette- betyr som allerede forklart ovenfor, at det i denne fase er oppnådd en trykkforskjell og en temperaturforskjell over superlekken. Hvis f.eks. varmeenergi blir tilført i det andre rom ved en høyere temperatur, vil fontenepumpeeffekten inn-treffe over den andre superlekk, mens en trykkforskjell og en temperaturforskjell er-oppnådd over den første superlekk, og et resultat av dette er at en lavere temperatur fremkommer i det første rom. Ved denne lavere temperatur kan en gjenstand bli avkjølt, noe som fører til at varmeenergi blir tilført heliumet ved denne lave temperatur. Da det som et resultat.av trykkforskjellen over den første kanal strømmer såvel superflytende som normalt helium gjennom den, vil varmeenergi tilført til det første rom bli overført til kjøleren med det normale helium. På den annen side er det også mulig å tilføre varmeenergi ved en høyere temperatur i det første rom, hvorved en fontenepumpeeffekt fremkommer over den første super- . lekk og en trykkforskjell og en temperaturforskjell fremkommer over den andre superlekk, noe som resulterer i fremstilling av kulde ved en lavere temperatur i det andre rom. In this way, a device is obtained in which, when thermal energy is supplied to ^"He in the first or second room, at a higher temperature than that active in the cooler, a fountain pump effect occurs over the first and second super leaks, respectively, so that a driving force Z^u. is obtained for the helium in the circulation channel. This means, as already explained above, that in this phase a pressure difference and a temperature difference across the super leak have been obtained. If, for example, heat energy is supplied in the second room at a higher temperature, the fountain pump effect will occur across the second super leak, while a pressure difference and a temperature difference are achieved across the first super leak, and a result of this is that a lower temperature appears in the first compartment. At this lower temperature, an object can become cooled, causing heat energy to be supplied to the helium at this low temperature. As a result of the pressure difference across the first channel, both superflu acting as normal helium through it, heat energy supplied to the first compartment will be transferred to the cooler with the normal helium. On the other hand, it is also possible to supply heat energy at a higher temperature in the first room, whereby a fountain pump effect appears above the first super- . leak and a pressure difference and a temperature difference appear across the second super leak, which results in the production of cold at a lower temperature in the second room.

På denne måte oppnås en anordning med en eller to pumper uten bevegelige komponenter som er forbundet med en motor som er ved romtemperatur. Oppvarmningsinnretningen kan omfatte f.eks. en smal elektrisk oppvarmingsspole som står i forbindelse med atmosfæren gjennom to tynne tråder, slik at lekkasjen av varmeenergi"ved ledning vil være liten. Det er alternativt mulig å konstruere oppvarmningsanordningen i form av en plate eller en stav av lett ledende materiale som kan settes i forbindelse med atmosfæren gjennom en varmeleder. På denne måte oppnås en kjøler i hvilken ved tilføring av varmeenergi til en oppvarmningsanordning kulde blir frembragt ved en lav temperatur på et annet sted, hvorved oppvarm-ning kan bli gjennomført valgfritt i det første eller andre rom, og følgelig kan kulde også frembringes valgfritt i det første eller andre rom. In this way, a device is obtained with one or two pumps without moving components which are connected to a motor which is at room temperature. The heating device can include e.g. a narrow electric heating coil which is in contact with the atmosphere through two thin wires, so that the leakage of heat energy" by conduction will be small. Alternatively, it is possible to construct the heating device in the form of a plate or a rod of slightly conductive material which can be inserted connection with the atmosphere through a heat conductor. In this way, a cooler is obtained in which, by supplying heat energy to a heating device, cold is produced at a low temperature in another place, whereby heating can be carried out optionally in the first or second room, and consequently, cold can also be produced optionally in the first or second room.

I en foretrukket utførelse for anordningen ifølge oppfinnelsen er anordningen anbragt i et vakuumrom, i hvilket en side av den første superlekk og den andre kanal munner ut på utsiden av vakuumrommet og hvor vakuumrommet med anordningen kan innføres i et bad som inneholder flytende ^"He ved en temperatur som ligger under X-punktet, hvorved kjøleren er i varmeledende kontakt med det flytende ^"He-bad. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the device is placed in a vacuum chamber, in which one side of the first super leak and the second channel open to the outside of the vacuum chamber and where the vacuum chamber with the device can be introduced into a bath containing liquid ^"He at a temperature which is below the X-point, whereby the cooler is in heat-conducting contact with the liquid ^"He bath.

En videre foretrukket utførelse for anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den side av den andre kanal som er vendt bort fra det andre rom står i forbindelse gjennom: en videre kjøler i hvilken varmeenergi kan trekkes ut fra heliumet ved en temperatur som ligger under X-punktet, med en side på den første superlekk. Ved denne utførelse utgjør anordningen en lukket sirku-las jonskanal med to superlekk, to rom og to kjølere. Denne anordning kan hensiktsmessig bli anbragt i et vakuumrom som kan settes inn i et bad inneholdende flytende helium ved en temperatur under A further preferred embodiment for the device according to the invention is characterized by the fact that the side of the second channel that faces away from the second room is connected through: a further cooler in which heat energy can be extracted from the helium at a temperature below X- the point, with a side on the first super leak. In this embodiment, the device forms a closed circulation ion channel with two super leaks, two rooms and two coolers. This device can conveniently be placed in a vacuum chamber that can be inserted into a bath containing liquid helium at a temperature below

A-punktet, hvorved de to kjølere er i termisk kontakt med heliumbadet. The A-point, whereby the two coolers are in thermal contact with the helium bath.

For å kunne forklare oppfinnelsen nærmere er det i det følgende beskrevet to eksempler på utførelser for anordningen for overføring av varmeenergi mellom to temperaturnivåer som ligger under A-punktet for helium, og disse utførelseseksempler er frem-stilt på tegningen, som ikke er i riktig målestokk. In order to be able to explain the invention in more detail, two examples of designs for the device for transferring heat energy between two temperature levels that lie below the A-point for helium are described in the following, and these design examples are shown in the drawing, which is not to the correct scale .

Anordningen som er vist på fig. 1 omfatter en kanal 1 i hvilken det er anbragt en første superlekk 2. Ved den øvre ende The device shown in fig. 1 comprises a channel 1 in which a first super leak 2 is placed. At the upper end

står kanalen 1 i åpen forbindelse med et flytende heliumbad 3 som er anordnet i en Dewar-beholder 4- Ved å suge bort vakuum over heliumbadet 3 ved hjelp av en vakuumpumpe som ikke er vist, blir temperaturen for heliumbadet 3 holdt lavere enn temperaturen for A-punktet. Temperaturen til heliumbadet 3 kan f.eks. være 1,3°K. Ved den andre enden av kanalen 1 er det anbragt et rom 5 i hvilket en gjenstand 6, som skal avkjøles, er anbragt. En første kanal 7 står <1>the channel 1 is in open connection with a liquid helium bath 3 which is arranged in a Dewar container 4- By sucking away vacuum above the helium bath 3 by means of a vacuum pump which is not shown, the temperature of the helium bath 3 is kept lower than the temperature of A - the point. The temperature of the helium bath 3 can e.g. be 1.3°K. At the other end of the channel 1, a room 5 is placed in which an object 6, which is to be cooled, is placed. A first channel 7 is <1>

forbindelse med det første rom 5 °g står ved sin annen ende i forbindelse med en annen superlekk 9 gjennom en kjøler 8. Superlekken 9 grenser ved sin andre side til et annet rom 10. Rommet 10 står i forbindelse med en andre kanal 12 som munner ut i heliumbadet 3« connection with the first room 5 °g is connected at its other end to another super leak 9 through a cooler 8. The super leak 9 borders on its other side another room 10. The room 10 is connected to a second channel 12 which opens out in the helium bath 3«

En elektrisk oppvarmningsinnretning 11 er anordnet i rommet 10 og er forbundet med en strømkilde som ikke er vist ved hjelp av strømtil-førselsledninger. Superlekken 2, rommet 5> kanalen 7, kjøleren 8, superlekken 9> rommet 10 og kanalen 12 er anordnet i et vakuumrom 14, som gjennom kanalen 15 står i forbindelse med en vakuumpumpe som ikke er vist, som opprettholder vakuumet. Videre kan oppvarmningsinnretningen 11' være anordnet i rommet 5> mens det i rommet 10 også kan være tilstede en gjenstand 6<*> som skal avkjøles. An electric heating device 11 is arranged in the room 10 and is connected to a power source which is not shown by means of power supply lines. The super leak 2, the space 5 > the channel 7, the cooler 8, the super leak 9 > the space 10 and the channel 12 are arranged in a vacuum space 14, which through the channel 15 is connected to a vacuum pump not shown, which maintains the vacuum. Furthermore, the heating device 11' can be arranged in the room 5>, while in the room 10 there can also be an object 6<*> which is to be cooled.

Anordningen virker på følgende måte: The device works in the following way:

Ved tilførsel av strøm til oppvarmningsinnretningen 11, vil temperaturen i rommet 10 bli noe høyere enn den nedre side av superlekken 9 i kjøleren 8, hvor temperaturen (1,3°K) for heliumbadet 3 virker. Under den forutsetning at det i kjøleren 8 virker en temperatur TQ og et trykk pQ og i rommet 11 en temperatur TQ + At, vil det innstille seg et trykk pQ +Aps i rommet 11 i samsvar med formelen og som et resultat av det faktum at ^/us over superlekken 9 en Hk null, vil trykkforskjellen over superlekken være Ap =pS At . Drivkraften for heliumet i den andre kanal 12 er nå Som et resultat av det faktum at di opptrer hvirveler i den andre kanal 12, er A^u^ =0. Da den andre kanal 12 på den side som vender bort fra rommet 11 er åper i heliumbadet, vil temperaturen der være lik temperaturen TQ i kjøleren 8. Dette betyr at temperaturforskjellen over superlekk og temperaturforskjellen over den andre kanal er lik, slik atAl =At^2' Som et resultat av dette er eller drivkraften til pumpen er When power is supplied to the heating device 11, the temperature in the room 10 will be somewhat higher than the lower side of the super leak 9 in the cooler 8, where the temperature (1.3°K) for the helium bath 3 operates. Under the assumption that a temperature TQ and a pressure pQ act in the cooler 8 and a temperature TQ + At in the room 11, a pressure pQ +Aps will set up in the room 11 in accordance with the formula and as a result of the fact that ^/us across the super leak 9 a Hk zero, the pressure difference across the super leak will be Ap =pS At . The driving force for the helium in the second channel 12 is now As a result of the fact that di if vortices occur in the second channel 12, A^u^ =0. As the second channel 12 on the side facing away from the room 11 is open in the helium bath, the temperature there will be equal to the temperature TQ in the cooler 8. This means that the temperature difference across the super leak and the temperature difference across the second channel are equal, so that Al =At^ 2' As a result of this is or the driving force of the pump is

ir ir

, som er i sam- , which is in con-

svar med formelen for drivkraften som tilføres, f.eks. av en væs pumpe mellom to like temperaturer. answer with the formula for the driving force supplied, e.g. of a whistling pump between two equal temperatures.

Som et resultat av den ovenfor angitte fontenepumpe-ef f ekt blir helium pumpet fra kjøleren til heliumbadet 3* Dette As a result of the fountain pump effect stated above, helium is pumped from the cooler into the helium bath 3* This

5t 1 ut :en "s ;ke- 5t 1 out :en "s ;ke-

betyr at et lavere trykk vil begynne å virke i kjøleren 8 enn i rommet 5> slik at en trykkforskjell Ap^ blir oppnådd over den første kanal 7- På grunn av denne trykkforskjell vil en drivkraft utøves på mediet i kanalen, på en slik måte at superflytende eller normalt helium vil strømme gjennom kjøleren 8. Til den normale heliumstrøm svarer en strøm av varmeenergi fra rommet 5 til kjøleren 8. Som et resultat av dette vil temperaturen i rommet 5 falle. Følgelig dannes en temperaturforskjell At, over superlekken 2, som har til resultat at en trykkforskjell vil begynne å virke over superlekken 2, i hvilken igjen, da det ikke opptrer hvirvler i superlekken 2, Ap S = pS Ato. Et likevektsstadium vil innstilles i hvilket drivkraften på mediet tilført av pumpen (superlekk 9>means that a lower pressure will begin to act in the cooler 8 than in the room 5> so that a pressure difference Ap^ is obtained across the first channel 7- Due to this pressure difference a driving force will be exerted on the medium in the channel, in such a way that superfluid or normal helium will flow through the cooler 8. Corresponding to the normal helium flow is a flow of heat energy from the room 5 to the cooler 8. As a result of this, the temperature in the room 5 will drop. Consequently, a temperature difference At is formed over the super leak 2, which has the result that a pressure difference will begin to act over the super leak 2, in which again, as no vortices occur in the super leak 2, Ap S = pS Ato. An equilibrium stage will be set in which the driving force on the medium supplied by the pump (super leak 9>

rom 10, oppvarmningsinnretning 11 og kanal 12) er nøyaktig likt med drivkraften som er nødvendig for å forårsake at mediet strømmer gjennom den del av innretningen (superlekk 2, rom 5 og kanal "]) . En lavere temperatur på f.eks. 0,8°K vil begynne å virke i rommet 5-room 10, heating device 11 and channel 12) is exactly equal to the driving force necessary to cause the medium to flow through that part of the device (super leak 2, room 5 and channel "]) . A lower temperature of e.g. 0, 8°K will start to work in the room 5-

En gjenstand 6 som skal avkjøles er anordnet i rommet 5 °g vil tilføre varmeenergi til heliumet ved denne temperatur. Denne til-førte varmeenergi vil bli ført til kjøleren 8 med strømmen av normalt helium gjennom kanalen 7« Således oppnås en kjøleeffekt for gjenstanden 6. An object 6 to be cooled is arranged in the room 5 °g will supply heat energy to the helium at this temperature. This added heat energy will be taken to the cooler 8 with the flow of normal helium through the channel 7, thus achieving a cooling effect for the object 6.

Kjøleren 8 er konstruert som en del av en kanal som for The cooler 8 is constructed as part of a channel which for

å oppnå en stor varmeutvekslende overflate er fylt med et sintret materiale, f.eks. kobberstykker som er sintret sammen, hvorved ytterveggen av dette legeme er i kontakt med en kobberplate 13 som utstrekker seg til heliumbadet med kjølefinner. Som et resultat av dette vil heliumet som strømmer fra kanalen 7 til kjøleren 8 bli avkjølt til temperaturen for heliumbadet 3- to achieve a large heat exchanging surface is filled with a sintered material, e.g. pieces of copper which are sintered together, whereby the outer wall of this body is in contact with a copper plate 13 which extends to the helium bath with cooling fins. As a result of this, the helium flowing from the channel 7 to the cooler 8 will be cooled to the temperature of the helium bath 3-

Istedenfor å tilføre en strøm til oppvarmningsinnretningen 11 kan strøm bli tilført til oppvarmningsinnretningen 11' i rommet 5> hvis ønsket. Resultatet av dette er nå en fontenepumpe-ef f ekt som vil inntre over superlekken 2, hvorved trykket i rommet 5 vil være høyere enn det i kjøleren 8. Helium strømmer da fra rommet 5 gjennom kanalen 7 til kjøleren 8, hvor det blir kjølt til temperaturen for heliumbadet 3* På samme måte som beskrevet ovenfor vil det oppstå en trykkforskjell og en temperaturforskjell over superlekken 9 mens en trykkforskjell forefinnes over kanalen 12 som forårsaker at mediet strømmer fra rommet 10 til heliumbadet. Med den resulterende strøm av normalt helium vil varmeenergi bli overført til heliumbadet fra magasinet 10 som har en lav temperatur. Kulde blir således frembragt i rommet 10, f.eks. 0,7°K. Denne frem- Instead of supplying a current to the heating device 11, current can be supplied to the heating device 11' in the room 5> if desired. The result of this is now a fountain pump effect that will occur above the super leak 2, whereby the pressure in the room 5 will be higher than that in the cooler 8. Helium then flows from the room 5 through the channel 7 to the cooler 8, where it is cooled to the temperature of the helium bath 3* In the same way as described above, a pressure difference and a temperature difference will occur over the super leak 9 while a pressure difference exists over the channel 12 which causes the medium to flow from the room 10 to the helium bath. With the resulting flow of normal helium, heat energy will be transferred to the helium bath from the magazine 10 which has a low temperature. Cold is thus produced in room 10, e.g. 0.7°K. This forward-

stilling av kulde kan bli benyttet for å kjøle f.eks. en gjenstand 6». position of cold can be used to cool e.g. an object 6".

Således er det oppnådd en kjøler for ekstremt lave temperaturer i hvilken det ved tilføring av varmeenergi ved et sted oppnås en tilveiebringelse av kulde på 4 annet sted. Thus, a cooler for extremely low temperatures has been achieved in which, by supplying heat energy at one location, a provision of cold at another location is achieved.

Fig. 2 viser en utførelse for anordningen som adskiller Fig. 2 shows an embodiment of the device that separates

seg noe fra den som er vist på fig. 1. Ved denne utførelse er den første superlekk 2, det første rom 5, den første kanal 7> kjøleren 8, den andre superlekk 9 °g den andre kanal 12 bygget opp på samme måte og forbundet med de andre deler på samme måte som ved innretningen som er vist på fig. 1. I dette tilfelle ender imidlertid kanalen 12 på den side som er vendt bort fra rommet 10 via en kanal 17 og en viderekjøler l8 på den side av superlekken 2 som vender bort fra rommet 5- Kanalen 17 og kjøleren l8 som er oppbygget som en finnekjøler, er anordnet utenfor vakuumrommet i kontakt med heliumbadet 3- Således blir det oppnådd en sluttet sirkulasjons- differ somewhat from the one shown in fig. 1. In this embodiment, the first super leak 2, the first room 5, the first channel 7, the cooler 8, the second super leak 9 and the second channel 12 are constructed in the same way and connected to the other parts in the same way as in the device shown in fig. 1. In this case, however, the channel 12 ends on the side that faces away from the room 10 via a channel 17 and a further cooler l8 on the side of the super leak 2 that faces away from the room 5- The channel 17 and the cooler l8 which is constructed as a fin cooler, is arranged outside the vacuum chamber in contact with the helium bath 3- Thus a closed circulation is achieved

kanal som er fylt med ^"He. Virkemåten for denne anordning er svært lik den for innretningen vist på fig. 1. channel which is filled with ^"He. The operation of this device is very similar to that of the device shown in Fig. 1.

Det er klart at det konstruksjonsmessig er mulig med It is clear that it is structurally possible

mange andre oppbygninger innenfor oppfinnelsens ramme, som består i dannelsen av en trykkforskjell over en første superlekk ved til-føring av en temperaturforskjell over en annen superlekk, og en innbyrdes forbindelse gjennom kanaler som er dimensjonert slik at superfluidumet i dem overskrider den kritiske hastighet. many other constructions within the framework of the invention, which consist in the formation of a pressure difference across a first super leak by adding a temperature difference across a second super leak, and an interconnection through channels which are dimensioned so that the super fluid in them exceeds the critical velocity.

Claims (3)

1- Anordning for overføring av varmeenergi fra et lavere til et høyere temperaturnivå, karakterisert ved at begge temperaturnivåer ligger under temperaturen for \-punktet til helium og at anordningen omfatter en sirkulasjonskanal som under drift for anordningen er fylt med ^"He og hvilken kanal er oppbygget av en første superlekk (2) som ved den ene ende (7) står i forbindelse med et forråd av ^He ved en temperatur som ligger under X-punktet, og hvis andre ende står i forbindelse med et første rom (5), i hvilket varmeenergi kan tilføres til heliumet, hvorved dette rom (5) står i forbindelse gjennom en første kanal (7) og en kjøler (8), i hvilken varmeenergi kan trekkes ut fra heliumet ved en temperatur som ligger under1- Device for transferring heat energy from a lower to a higher temperature level, characterized in that both temperature levels lie below the temperature of the \-point of helium and that the device comprises a circulation channel which, during operation of the device, is filled with ^"He and which channel is made up of a first super leak (2) which at one end (7) is connected to a supply of ^He at a temperature below the X point, and whose other end is connected to a first room (5), in which heat energy can be supplied to the helium, whereby this space (5) is connected through a first channel (7) and a cooler (8), in which heat energy can be extracted from the helium at a temperature below X-punktet, med en andre superlekk (9) som ved sin andre ende grenser til et andre rom (10) , i hvilket varmeenergi kan tilføres til heliumet, og hvilket rom står i forbindelse med en andre kanal (12), og at en oppvarmningsinnretning (11', 11) er anordnet i det første og/eller andre rom (5, 10), ved hjelp av hvilken varmeenergi kan tilføres til heliumet ved en temperatur som er høyere enn den som virker i kjøleren (8) under drift, og at den første og andre kanal (7, 12) er dimensjonert slik at mediet under drift i kanalen overskrider sin kritiske hastighet og det oppstår hvirvler, samt at anordningen er termisk isolert.The X-point, with a second super leak (9) which at its other end borders a second space (10), in which heat energy can be supplied to the helium, and which space is connected to a second channel (12), and that a heating device (11', 11) is arranged in the first and/or second room (5, 10), by means of which heat energy can be supplied to the helium at a temperature higher than that which operates in the cooler (8) during operation, and that the first and second channels (7, 12) are dimensioned so that the medium during operation in the channel exceeds its critical speed and vortices occur, and that the device is thermally insulated. 2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen er innsatt i et vakuumrom (14), og at en ende av den første superlekk (2) og den andre kanal (12) munner ut på utsiden av vakuumrommet (14), at vakuumrommet (14) med anordningen er innsatt i et bad (3) av en flytende ^He ved en temperatur som ligger under A-punktet, at kjøleren (8) er i varmeledende kontakt med det flytende ^"He-bad. 2. Device according to claim 1, characterized in that the device is inserted in a vacuum chamber (14), and that one end of the first super leak (2) and the second channel (12) opens to the outside of the vacuum chamber (14), that the vacuum chamber (14) with the device is inserted into a bath (3) of a liquid ^He at a temperature below the A point, that the cooler (8) is in heat-conducting contact with the liquid ^"He bath. 3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den ende av den andre kanal (12) som ligger vendt bort fra det andre rom (10) står i forbindelse gjennom en videre kjøler (l8), i hvilken varmeenergi kan trekkes ut fra heliumet ved en temperatur som ligger under Tl-punktet, med en side (17) av den første superlekk (2), (fig. 2.)3. Device according to claim 1, characterized in that the end of the second channel (12) which faces away from the second room (10) is connected through a further cooler (l8), in which heat energy can be extracted from the helium by a temperature below the Tl point, with one side (17) of the first super leak (2), (fig. 2.)