Brevet FR2064373A1 — publié le 19710723

-1- 2064373 L'invention concerne un dispositif permettant de transporter de la chaleur aux températures inférieures à la température de l'hélium entre un réservoir d'Hélium k refroidi, dont la température est inférieure à celle du point X et uri endroit 5 à refroidir ou un autre réservoir, ce dispositif étant constitué par un tube, dont une extrémité,est raccordée audit réservoir, alors que l'autre peut être mise en contact thermique avec l'objet à refroidir ou débouche dans l'autre réservoir.. Il est connu qu'aux températures inférieures au point \ , 10 l'hélium h présente une conductivité thermique notablement supérieure (1000 x) à celle des substances solides. Cette propriété peut être attribués au fait qu'à ces températures, l'hélium h est essentiellement constitué par du fluide normal, qui est visqueux et présente une entropie déterminée, alors que 15 l'autre partie est constituée par du superfluide qui ne présente pas de viscosité et dont l'entropie est égale à zéro. Or, lorsque de la chaleur est amenée à l'objet à refroidir à travers un tube, il se produit entre les extrémités dudit tube une différence en température T, provoquent un transport de chaleur du 20 fait que le superfluide circule vers l'extrémité plus froide, alors que du fluide normal circule dans l'autre direction, le tout de façon que le transport total soit égal à zéro, On a constaté que le soi-disant frottement réciproque du courant de superfluide et du courant de fluide normal circulant en sens 25 opposé exerce une influence très désavantageuse sur la quantité de chaleur pouvant être transportée, surtout dans, le cas d'un grand apport de chaleur. L'invention vise à fournir un dispositif présentant un meilleur pouvoir conducteur calorifique que les dispositifs 30 connus jusqu'à présent. Afin d'atteindre le but visé, le dispositif.conforme à l'invention est caractérisé en ce que le tube comporte une superfuite frittée qui s'étend sur toute la longueur du tube et qui en occupe une partie de la section. 35 Par "superfuite", il y a lieu d'entendre', dans la suite du présent mémoire, une masse de matériau d'une densité telle que du fluide normal ne puisse traverser cette masse, alors que du superfluide la traverse, sans qu'il se produise des tourbillons pendant la traversée. 40 Or, si, dans le dispositif conforme à 1'invention,une 70 37107 -2 206437-3 10 15 20 25 30 35 40 différend® en température A T s'établit entre les extrémités du tube,- le superfluide circule à travers la superfuite vers l'endroit de températùre plus élevée, alors que le fluide, normal circule à travers la partie restante dudit- tube dans le, sens opposé. Le frottement dit' réciproque entre les deux courants ne se produit pas, ce qui se traduit par une conduc.tivité thermique notablement améliorée et, par conséquent, par une plus petite différence en température Ck T pour le même courant de chaleur. Dans une autre forme de réalisation avantageuse, la superfuite recouvre toute la paroi intérieure du tube. Cela offre l'avantage que la superfuite empêche également l'infiltration de chaleur provenant de l'ambiance. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. L'unique figure représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation d'un dispositif transportant de la chaleur con-stituté par un tube rempli de He 4 et muni d'une sûperfuite. Le chiffre de référence 1 désigne .un réservoir contenant du 4 He liquide à une température inférieure à celle du point A • Ce réservoir est raccordé à un tube 2, dont l'autre extrémité 3 est œliée d'une façon conductrice de la chaleur à un objet à refroidir 4. La paroi inférieure du tube 2 est recouverte d'une superfuite 5 en particules frittées d'oxyde d'aluminium ou de carbure de silicium par exemple. Une telle superfuite présente la propriété de ne pas se laisser traverser par du fluide normal, alors que le superfluide la traverse sans qu'il se produise de tourbillons. Or, si de la chaleur est amenée à travers l'objet 4 à l'extrémité du tube 3j il se produit, entre les extrémités du tube 2, une certaine différence en température. De ce fait, le superfluide circule vers l'extrémité 3 du tube, alors qu'une quantité aussi grande de fluide normal circule vers le réservoir 1. Par suite, le superfluide circule à travers la superfuite 5 sans former de tourbillons, de sorte que le courant de fluide normal n'est pas gêné. Ainsi, une quantité particulièrement grande de chaleur peut être transportée par le tube 2 dans le cas d'une faible différence en température entre les extrémités de ce dernier. L'application de la superfuite sur la paroi intérieure du tube offre l'avantage que la superfuite empêche l'infiltration de chaleur, mais il est éventuellement possible de disposer 70 37107 -3- 2064373 la superfuite d'une façon non fixée à la paroi du tube. Au lieu de mettre l'extrémité 3 du tube en contact thermiquê avec l'objet à refroidir, le tube peut également être raccordé à un autre réservoir sur lequel du fluide peut être prélevé ou mis en contact thermique avec plusieurs objets à refroidir. 70 37107 -4- 2064373 REVENDICATIONS s 1. Dispositif permettant de transporter de la chaleur, aux températures inférieures à la température X de l'hélium, entre un réservoir d'hélium hd®line température inférieure à celle du 5 pointXet un objet à refroidir ou un autre réservoir, ce dispositif étant constitué par un tube raccordé audit réservoir et dont l'autre extrémité peut être mise en contact thermique avec l'objet à refroidir ou débouche dans l'autre réservoir, dispositif caractérisé en ce que le tube comporte une superfuite frit— 10 tée qui s'étend sur toute la longueur dudit tube et qui en occupe une partie de la section. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la superfuite recouvre toute la paroi intérieure du tube.