NO344837B1 - Varmeveksler for bruk til kjølevæsker - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører varmevekslere for kjøling av væsker.

Oppfinnelsens bakgrunn

Ismaskiner og kjøl ere er velkjent. Denne type maskiner benyttes på mange industriområder, innbefattende levnetsmiddelindustrien, plastindustri, fiskeindustri og generelle kjøleanvendelser. Kjøl ere kjøler væsker hovedsakelig til et punkt over deres frysetemperatur mens ismaskiner generelt kjøler vann eller en oppløsning til under frysepunktet. Ismaskiner og kjøl ere benytter en varmeveksler som i det vesentlige kjøles av kjølemidlet som strømmer gjennom de indre passasjer. Vann eller en hvilken som helst væske som skal kjøles innføres på flaten til varmeveksleren. Hvis væsken er frosset benyttes forskjellige metoder for så å fjerne isen fra varmevekslerflaten, innbefattende bruk av en skrapeinnretning eller oppvarming av overflaten temporært for å frigi isen. Issørpe (slurry ice) skiller seg fra flakis (flake ice) ved at vannet som er frosset vanligvis har innblandet salt eller en annen substans for å forandre frysepunktet. Det resulterende sørpeprodukt har en slapskonsistens (slush consistency) og kan pumpes, noe som gjør det foretrukket for mange anvendelser hvor sluttproduktet må bli transportert. Videre er dets energi- og overføringsegenskaper utmerket for andre typer is.

JP H04 108173 U beskriver en bueformet oljekjøler. Oljekjøler-elementet inkluderer flere indre finner, hvor hver definerer en senterlinje langs med hvilken olje er ment å strømme. Olj estrømmen endrer retning ved grensen mellom etterfølgende indre finner langs med det bueformede oljekjøler-elementet,

US patentene nr. 5 157 939 og 5 363 659 (Lyon) så vel som US patentene 5 632 159 og 5 918 477 (Gall) beskriver varmevekslere i form av en skive med indre passasjer for kjølemidlet slik at det kan føres langs det indre av skiven. Skiven roterer i kontakt med en fast skrapemekani sme som fjerner is som dannes på dens overflate. Hos Lyon er skiven formet med to tilpassede skivehalvdeler, som hver innbefatter et antall spor på sin indre flate. Sporenes mønster i de to halvdeler er speilbilder, slik at når halvdelene bringes sammen og låses sammen vil til hverandre svarende spor passe sammen for dannelsen av passasje. Fremstilling av denne varmeveksler innbefatter kjemisk etsing av hver separat skivehalvdel, noe som er dyrt.

De to innretningene til Gall omfatter en varmevekslerinnretning som er utformet ved å kutte fluidpassasjer i en tykk metallplate ved bruk av en fresemaskin. Når passasjen er til skåret blir en tynn flat plate forbundet med den freste plate for å fullføre skiven. Selv om fresing av platen ikke er så dyrt som kjemisk etsing, og idet det ved denne prosess bare er én plate som maskineres i motsetning til begge plater, er dette fremdeles en langvarig og dyr prosess. I teknikkens stand med flate skivevarmevekslere kommer kjølemidlet ikke i kontakt med en vesentlig del av varmevekslerflaten. Grunnen til dette er at det må være tilstrekkelig materiale mellom kanalene for å tilveiebringe et tilstrekkelig stort flateareal for fresing for å motstå trykket.

Kjølemidlet i varmevekslere som er beskrevet i den kj ente teknikkens stand innføres i varmeveksleren gjennom et enkelt innløp og fjernes gjennom et enkelt utløp .

Kjølemidlet drives av kompressoren gjennom de indre passasjer. Det er et optimalt hastighetsområde for kjølemidlet. Hvis hastigheten er for liten vil varmeoverføringseffektiviteten avta og det vil ikke være tilstrekkelig hastighet til å føre olje, som samles opp fra kompressoren tilbake til reservoaret i kompressoren. Hvis hastigheten er for stor vil kompressoren tape energi.

Ved å ha et enkelt innløp og et enkelt utløp tvinges hele massen til kjølemidlet til å passere gjennom et smalt tverrsnittsområde. For en fast massestrøm av kjølemiddel svarer et mindre tverrsnittsstrømningsområde til en større hastighet. Ved således å ha et enkelt innløp og utløp må kanallengden og hastigheten økes, og dermed vil kompressorens arbeid som beveger kjølemidlet i ismaskinsystemet bli vesentlig økt. I varmeveksleren i henhold til teknikkens stand er den eneste måte å redusere kjølemiddel hastigheten på å øke tverrsnittsarealet som øker kostnadene for fremstillingen.

Det vil derfor være fordelaktig å ha en ismaskin med en varmeveksler som har et lavere trykkfall over seg, så vel som en hastighet for kjølemidlet som kan reduseres til et optimalt område.

Det vil videre være fordelaktig å ha en varmeveksler for bruk i en kjøler eller ismaskin som kan fremstilles på en rimelig måte.

Det vil i tillegg være fordelaktig å ha en varmeveksler i hvilken

kj ølemiddelpassasj ene tillater kjølemidlet i å komme i større grad i termisk kontakt med hoveddelen av skiveflaten for å forbedre varmeoverføring.

Det vil også være fordelaktig å ha en flat plate-varmeveksler i hvilken de ytre vegger er tynne for å tilveiebringe en høy varmeoverføring men hvor de fremdeles er i stand til å motstå høye trykk fra kjølemidlet.

Et annet behov er å tilveiebringe en ismaskin med flatplatevarmevekslere som tillater samtidig skraping av flere varmevekslerflater med en enkelt drivmotor og lite ekstra kraft for hver ekstra flate.

Det er videre et behov for tilveiebringelse av en skrapemekanisme for en ismaskin som er enkel, robust og lett å betjene og som krever liten klaring for service.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er definert ved de foreliggende patentkrav

Beskrivelsen viser et apparat for varmeveksling, omfattende minst ett fluidinnløp, minst ett fluidutløp, en første ytterplate og en andre ytterplate og et indre lag. Det indre lag er avtettet laminert mellom de første og andre ytre plater. Det indre lag definerer i hvert fall delvis en serie av fluidkanaler. Hver fluidkanal er bestemt delvis av den indre plate til en av de ytre plater og av det indre lag. Den minst ene serie av fluidkanaler bygger opp minst én strøm ningsbane mellom det minst ene fluidinnløp og det minst ene fluidutløp.

I et annet henseende beskrives det et apparat for varmeveksling, omfattende minst ett fluidinnløp, minst ett fluidutløp, en første ytre plate og en andre ytre plate og et indre lag. Det indre lag er avtettende laminert mellom de første og andre ytre plater. Det indre lag bestemmer i hvert fall delvis strømningsbane mellom det minst ene fluidinnløp og det minst ene fluidutløp. Det indre lag kan eventuelt innbefatte et antall seksjoner som hver definerer ett eller flere segmenter av strømningsbanen. Seksjonene passer sammen i en puslespillignende form for dannelsen av en strømningsdel av det indre lag.

I henhold til videre trekk viser beskrivelsen en kjøler eller ismaskin med et apparat for varmeveksling. Varmevekslerapparatet innbefatter flate topp- og bunnplater med hovedsakelig den samme form, minst ett fluidinnløp og minst ett fluidutløp, som hvert er plassert ved et punkt på kanten av platene, så vel som et antall seksjoner i et puslespillformet arrangement mellom topp- og bunnplatene. Hver av seksjonene omfatter et tynt material stykke med parallelle strømningskanaler.

Puslespilltypeanordningen av seksjonene tillater at fluid kan strømme kontinuerlig fra innløpet, gjennom de forskjellige seksjoner, og ut av utløpet. Et ekstra trekk ved denne utførelse er at seksjonene er utformet slik at hoveddelen av den indre flate av topp- og bunnplaten kommer i kontakt med fluidet som strømmer gjennom seksjonene. Ved en utførelse er seksjonene parallelle strømningskanal er utformet av korrugert materiale, og den puslespillformede anordning er symmetrisk i platene. I tillegg er hvert innløp og utløp dimensjonert slik at fluidet strømmer gj ennom et vesentlig antall av strømningskanal er. Ved en fordelaktig utførelse er det to innløp og to utløp som hver er jevnt avstandsplassert langs kanten av topp- eller bunnplaten. I den foran nevnte utførelse innbefatter topp- og bunnplatene hver en indre ring og en ytre ringdel, hvor den indre og ytre ring utstrekker seg utover seksjonene av strømningskanaler. Strømningsbanen for fluidet gjennom seksjonene innbefatter fortrinnsvis fluid som strømmer inn gjennom innløpet og inn mot den indre ring, deretter strømmer rundt den indre ring mot utløpet, før den rettes frem og tilbake, først mot innløpet, så mot utløpet, langs baner suksessivt nærme den ytre ring og til slutt gjennom utløpet.

Beskrivelsen omhandler også et apparat for skraping av materialet fra mellom to plater, som omfatter en aksel som passerer vinkelrett gjennom platenes senter, en hul bærer plassert mellom platene med en lengde tilstrekkelig til å nå kanten av platene, et antall skrapere som er plassert langs lengden av bæreren og en indre bærer med innretninger for å sikre den til akselen og plassert slik at den indre bærer er i glidende samvirke med den hule bærer, innretninger for rotasjon av akselen og fjernbare innretninger for å forbinde den indre bærer med den hule bærer. En utførelse er sikringsinnretningen en plate som er sveiset til den indre bærer og boltet til akselen. Like godt kan den fjernbare forbindelsesinnretningen være en bolt som kan fjernes slik at den hule bærer kan gli ut. Formen for skrapeapparatet er fortrinnsvis slik at apparatet er reversibelt slik at når kanten som er i kontakt med varmevekslerflaten slites ut kan den motsatte kant bli benyttet og derved forlenge levetiden for skrapemekanismen.

Beskrivelsen omhandler også en ismaskin som omfatter en ramme, et antall flate platevarmevekslere anordnet parallelt i rammen, innretning for kontinuerlig tilførsel av en oppløsning over varmeveksleren og skrapeinnretningen for fjerning av iskrystaller som dannes på flaten til varmeveksleren. Ved en utførelse er de isolerende plater festet til rammen for å danne et i det vesentlige avtettet kammer.

Beskrivelsen omhandler også en fremgangsmåte for dannelsen av en generell kontinuerlig strømningsbane fra et innløp til et utløp gjennom et apparat for varmeveksling, som opptar i det vesentlige hele flateområdet mellom innløpet og utløpet, omfattende følgende trinn: tilveiebringelse av et antall seksjoner hvor hver seksj on er dannet av et parallelt sett av strømningskanaler, kutting av hver seksj on ved én eller flere vinkler til valgte grupper av parallelle strømningskanal er, legge kantene til hver seksjon mot hverandre for én eller flere andre seksjoner og derved bevirke en retningsforandring for strømningsbanen, og sammensetning av seksjonene i en puslespillignende utforming. Hver seksjon kan innbefatte tilgrensende og parallelle kanaler ved hvert punkt, hvorved en seksjon kan innbefatte parallelle strømningsbaner i motsatte retninger til hverandre.

Andre sider og fordeler ved innretningen vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse og de vedlagte tegninger.

Generell beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et transparent frontriss av en varmeveksler i samsvar med en utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1a er et transparent riss av varmeveksleren vist på fig. 1 , med enkelte strømningskanaler fjernet av oversiktsgrunner for å illustrere strømni ngsb an ene for kjølemidlet gjennom varmeveksleren.

Fig. 2 er et frontriss, delvis i ’’fantom” av en ismaskin i samsvar med en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse, innbefattende varmeveksleren vist på fig. 1.

Fig. 3 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 3-3 på fig. 2.

Fig. 4 er et sideriss av en skrapeinnretning for skraping av én side av en plate.

Fig. 5 er et enderiss av en basisplate, som forbinder skrapeinnretningen til akselen.

Fig. 6A er et oppriss av toppflensen til skrapeinnretningen på fig. 4 med en skraper forbundet til denne.

Fig. 6B er et oppriss av toppflensen på fig. 6A uten skrapere.

Fig. 6C er et oppriss av en midtflens til en skraper.

Fig. 6D er et oppriss av bunnflensen til en skraper.

Fig. 7 er et sideriss av en dreieakse som forbinder skraperen med flensen.

Fig. 8 er et sideriss av skrapeinnretningen som benyttes mellom to plater.

Fig. 9A er et oppriss av flensen på skrapeinnretningen på fig. 7 med et par av skrapere forbundet til den.

Fig. 9B er et oppriss av flensen fra fig. 9A uten skrapere.

Fig. 10 er et sideriss av sprederøret som benyttes med skrapeinnretningen på fig. 8.

Fig. 11 er et oppriss av seksjonene i en alternativ puslespilltypeanordning mellom platene.

Fig. 11 a er et transparent riss av varmeveksleren vist på fig. 11, med ’’individuelle” strømningskanaler egnet av oversiktsgrupper for å illustrere strømningsbanene som tas av kjølemidlet gjennom varmeveksleren.

Fig. 12a er et forstørret sideriss i snitt av en del av varmeveksleren vist på fig. 1.

Fig. 12b er et forstørret sideriss i snitt av en alternativ utforming av delen av varmeveksleren vist på fig. 12a.

Fig. 13 er et oppriss av seksjonene til en annen alternativ puslespilltypeanordning mellom patene.

Fig. 14 er et oppriss av seksjonene i puslespilltypeanordningen når innretningen har bare ett innløp og ett utløp.

Fig. 14a er et transparent riss av varmeveksleren vist på fig. 14, med individuelle strømningskanaler fjernet av oversiktsgrunner for å illustrere banene som inntas av kjøl em i dl et gjennom varmeveksleren.

Fig. 15 er et toppriss av en annen puslespillanordningstype for seksjonene når det bare er ett innløp og utløp.

Fig. 16 er et frontriss av en alternativ utførelse av ismaskinen hvor varmevekslerne er anordnet horisontalt.

Fig. 17 er et oppriss av samlepannen og feieanordningen ved den horisontale utførelse.

Fig. 18 er et oppriss av skrapeinnretningen for bruk med horisontale plater.

Fig. 19 er et sideriss av et par skrapere for samtidig skraping av to horisontale plater.

Fig. 20 er et sideriss av et enkelt skrapeelement for skraping av en horisontal plate.

Fig. 21 er et oppriss av skrapeelementet som er i kontakt med den horisontale platen.

Fig. 22 er et perspektivriss delvis transparent av en ismaskin i samsvar med en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 22a er et sideriss av huset vist på fig. 22.

Detaljert beskrivelse av utførelsen

Det skal vises til fig. 3 som viser en ismaskin 10 i samsvar med en første utførelse av foreliggende oppfinnelse. Ismaskinen 10 omfatter et antall flate

plat evarmeveksl ere 12 i en bæreramme 14, et skrapesystem 15 og et

væ sketilførsel ssy stem 17. Med henvisning til fig. 12a er hver varmeveksler bygget opp av en første ytre plate 42, en andre ytre plate 44 og et indre lag 45 plassert mellom de første og andre ytre plater 42 og 44. Det indre lag 45 innbefatter et antall veggdeler 47 hvor hvert av dem har to langsgående kanter 49. Langs én eller begge av de langsgående kanter 49 kan en fotdel 51 bli helt forbundet til veggdelen 47. Den ene eller de to fotdeler 51 ligger mot veggdeler 47 på én eller begge av de ytre plater 42 og 44. Når forbundet med de ytre plater 42 og 44 vil veggdelene 47 atskille og bestemme strømningskanaler 53, som benyttes for transport av et kjølemiddel gjennom varmeveksleren 12. Kanalene 53 er anordnet for å danne en strømningsbane av kjølemiddel mellom én eller flere kjølemiddelinnløp 32 og ett eller flere kjølemiddelutløp 34. I et utførelseseksempel som er vist på fig. 1 er varmeveksleren 12 vist med to innløp 32 og to utløp 34, imidlertid er det alternativt mulig at varmeveksleren 12 har færre eller flere innløp 32 og utløp 34.

En strømningsbane skal forstås å omfatte den eller alle kanaler som er dannet ved laminat mellom de ytre plater av et indre lag som fører fra et fluidinnløp til et samvirkende fluidutløp. I motsetning er uttrykket strømningsbane ’’segment” benyttet for å definere en del av strømningsbanen mellom et innløp og et utløp idet det skal forstås at bare én serie av hosliggende kanaler som er innrettet i en parallell anordning gjennom lengden til strømningsbanen (gjennom alle av de indre lagseksjoner som deltar i strømningsbanesegmentet) hører til det samme segment.

Det skal nå vises til fig. 1a. Ved å forbinde veggdelene 47 på de ytre plater 42 og 44 ved bruk av fotdel ene 51 oppnås flere fordeler. En fordel er at veggdelen 47 kan gjøre seg relativt tynn, slik at et relativt større antall veggdeler 47 og tilhørende fotdeler 51 kan plasseres mellom de ytre plater 42 og 44. Dette på sin side gir et relativt større antall strukturelle deler mellom de første og andre ytterplater 42 og 44, Dette på sin side utformer varmeveksleren 12 for å motstå deformasjonen av varmeveksleren når kjølemiddel sirkuleres gjennom kanalene 53 under trykk.

Varmeveksleren 12 kan forventes å bli trykksatt til mellom ca. 30 psig (207 kPa) og ca. 300 psig (2070 kPa) og kan således bli utformet for å motstå minst opptil 300 psig (2070 kPa). Imidlertid kan i noen områder det være et krav at varmeveksleren 12 kan motstå trykk som er høyere enn deres forventede maksimale indre trykk under bruk. F. eks. kan varmeveksleren 12 bli utformet for å motstå så mye som ca.

450 psig (3100 kPa) for å imøtekomme lokale reguleringer i noen stater.

Ved å ha relativt tynne veggdeler 47 er de totale flatearealer for platen 42 og 44 som er i kontakt med veggdelene 47 relativt små. Dette tillater relativt større kontaktfl ateområde mellom platene 42 og 44 og kanalene 53, noe som letter det å holde platene 42 og 44 ved valgte temperaturer. Tykkelsen til veggdelene 47 er vist som Tw. Tykkelsen Tw kan f. eks. være ca. 0,008” (0,2 mm). Kanalbredden mellom hosliggende kanaldefinerende deler av veggdelene 47 er vist som Wc og kan være ca. 3/16” (4,8 mm). Det skal forstås at kanalen med Wc ikke nødvendigvis må være jevn og at uttrykket ’’kanalbredde” viser til den del av kanalen 53 hvor det er en fluidkontaktgrenseflate med de ytre plater 42 og 44.

Forholdet mellom veggdeltykkelse Tw og kanalbredde Wc kan være mindre enn ca.

1:8, er mer foretrukket mellom ca. 1:18 og ca. 1:25, mer foretrukket mindre enn ca.

1:20 og kan være mellom ca. 1:20 og ca. 1 :25, så som f. eks. ca. 1:22,5.

Ved å ha et relativt større antall strukturelle deler (dvs. veggdeler 47) mellom de første og andre plater 42 og 44) vil tykkelsen til de første og andre plater 42 og 44 bli holdt relativt liten. Tykkelsen til de første og andre plater 42 og 44 er vist ved henholdsvis Tp1 og Tp2. Tykkelsene Tp1 og Tp2 kan hver være ca. 0,120” (3 mm eller mindre).

Fotdelene 51 som er forbundet til veggdelene 47 har en tykkelse Tf som kan være den samme som tykkelsen Tw for veggdelene 47. Fotdelene 51 er fortrinnsvis relativt tynne slik at de kan påvirke relativt lite på kjølingen av materialet som utfelles på de andre flater av de ytre flater 42 og 44. Fotdelene 51 tillater forbindelsen av veggdelene 47 til de første og andre ytre flater 42 og 44 og ved et relativt stort flateareal og således gi en relativ sikkerhet og forseglingsforbindelse mens de samtidig tillater veggdelene 47 å være relativt tynne.

Veggdelene 47 og fotdelene 51 kan være utformet integrert med hverandre i en seksj on 40 av korrigert platemateriale. Et antall slike seksjoner 40 kan bli parret sammen slik at kanalen 53 fører kjølemidlet langs et sett av valgte parallelle strømningsbaner mellom innløpene 32 og utløpene 34. Strømningsbanene kan utformes for å være generelt buktede for å øke mengden av varmeoverføring som finner sted pr. volumenhet for kjølemiddel som strømmer gjennom varmeveksleren 12. Uttrykket ’’buktet” er benyttet for å vise til et strømningsbanesegment hvor retningen er gradvis (ved bruk av et antall av 90-180° grenseflate ved seksjonens grenser) eller umiddelbart (ved å bruke minst én spiss vinkelseksj ongrenseflate) delvis reversert i hvert fall én gang i et v-lignende mønster og vanligvis flere ganger i et bølgende mønster. F. eks. som vist på fig. 13 kan det v-lignende mønster av kanaler ved seksjonens grenseflater bli gjentatt flere ganger i et enkelt

strømningsbanesegment.

Ved å utforme det indre lag 45 av et antall til hverandre passende seksjoner 40 av korrugert platemateriale blir det oppnådd en valgt vei for strømningsbanene, gir en relativt tynnvegget struktur, så vel i forstand av veggdeler 47 og i forstand av ytre plater 42 og 44 og sørger også for en relativt rimelig måte å inkorporere disse fordelaktige trekk i varmeveksleren 12. Seksjonene 40 passer til hverandre i et puslespillignende mønster selv om deres former i planriss ikke er begrenset på noen som helst måte til tradisjonelle puslespillformer.

Uttrykket ” korrugert” er benyttet generelt for å definere et bølgende mønster av bøyer som tjener til å definere høyde og bredde for kanalene gjennom hvilke fluidet strømmer gjennom varmeveksleren. Formen som dannes av bøyene er viktige i den forstand at det definerer dimensjonene for kanalen som innbefatter en i hvert fall delvis koplanar flate i forhold til de ytre flater 42 og 44. Denne koplanare eller samplane liggende flate som omtales her som fotdelene 51 av kanalveggene, har en bredde Wf som vedrører en tilgjengelig kontaktflate som er tilstrekkelig til å danne en forbindelse med de ytre plater 42 og 44 når det korrigerte platemateriallag er tettende forbundet med de ytre plater f. eks. ved lodding. Dette kontaktareal maksimeres når bøyene er utformet med 90°, imidlertid skal det forstås at bøyer som har en delvis krumlinjet profil kan benyttes med fordel selv om med noe mindre kontaktflate. Det skal forstås at jo mindre fotdelene 51 er, jo større er kontaktflatearealet som foreligger direkte mellom kjølemiddel og de ytre plater 42 og 44 (se fig. 12b). Således kan utformingen av korrigeringene bli valgt for å gi en valgt avveining mellom størrelse av avtetningsflateareal og mengden eller størrelsen av direkte fluid-til-den ytre plate-kontakt som er ønsket.

En valgt utforming av seksjonene 40 er vist på fig. 1. Tilleggsutforminger av seksjonene 40, som gir forskjellige strømningsbaner mellom ett eller flere innløp 32 og ett eller flere utløp 34 er vist på fig. 11, 13, 14 og 15. Mer spesielt viser fig. 1, 1 1 og 13 en varmeveksler 12 med et sett av strømningsbaner mellom to innløp 32 og to utløp 34. Fig. 14 og 15 viser en varmeveksler 12 med et sett av strømningsbaner mellom ett innløp 32 og ett utløp 34.

Hver seksj on 40 kan bli skåret med en ikke-null vinkel i forhold til én eller flere hosliggende seksj oner 40, slik at når seksjonene er parret sammen langs deres ytre kanter vil kanalene 53 som er dannet av korrugeringene forandre retning fra én seksjon 40 til den andre seksjon 40. Den andre seksjon 40 ligger an mot en annen seksj on 40 for å forandre strømningsretningen på nytt osv., for å danne en generell strømningsbane fra innløp 32 til utløp 34. Hver seksj on 40 kan innbefatte alle tilgrensende og parallelle kanaler ved ethvert gitt punkt eller en seksj on 40 kan innbefatte parallelle strømningsbaner i motsatte retninger til hverandre.

Det indre lag 45 kan innbefatte en ytre ring 48 for tettende å forbinde de første og andre plater 42 og 44 med hverandre om deres ytre omkretser for å forhindre lekkasje av kjølemiddel ut fra de ytre omkretser av varmeveksleren 12, Monteringsfliker 50 med åpninger kan være anordnet rundt den ytre ring 48 for montering av varmeveksleren 12 på bærerammen 14. Flikene eller ørene 50 kan motta gjennom åpningene tilstramningsstaver 100 (fig. 3), som er montert på rammen 14. Avstandsstykket 22 kan anordnes på tilstramningsstavene 50 mellom hosliggende par av varmevekslere 12 og mellom varmeveksleren 12 og rammen 14 for å fiksere den ene eller flere varmevekslere 12 i valgte posisjoner. Den ytre ring 48 kan utstrekke seg rundt kanaldelen av det indre lag 45 (dvs. seksjonene 40) og også rundt innløpene 32 og utløpene 34.

Uttrykket ’’forseglende” benyttes for å vise til en sammensetting av et trelags laminat (dvs. de to ytre plater 42 og 44 og det indre lag 45) som forhindrer unnvikelse av varmeveksl ermedi um (f. eks. kjølemiddel) fra trelagslaminatet ved høye trykk, så som trykk i området mellom ca. 50 psig (340 kPa) til ca. 300 psig (2070 kPa). Spesielt når mediet er et kjølemiddel er det viktig å forbinde lagene på en slik forseglet måte at det forhindrer omgivelsesbekymring med hensyn til kjølemiddelutslipp fra varmeveksleren 12.

Varmeveksleren 12 kan ha en aksel som går gjennom åpningen 55 og som tillater drivakselen 16 som er en del av skrapesystemet 50 å passere gjennom for forbindelse til skraperne 26 på begge sider av varmeveksleren 12. Det skal forstås at ved noen utførelser, f. eks. når varmeveksleren er benyttet som en kjøler, at varmeveksleren 12 ikke må ha en akselgj ennomføringsåpning 55.

Det indre lag 45 innbefatter en indre ring 46 som forseglende forbinder de første og andre plater 42 og 44 til hverandre langs deres indre omkretser rundt

gj ennomføringsåpningen 55 for å forhindre lekkasje av kjølemidlet ut fra de indre omkretser av varmeveksleren 12.

Hver av varmevekslerkomponentene innbefatter de første og andre plater 42 og 44, de indre og ytre ringer 46 og 48 og seksjonene 40, og kan være utformet av et egnet materiale, så som et metallisk materiale.

Forbindelsen av den ytre ring 48, den indre ring 46 og fotdelene 51 til de ytre plater 42 og 44 kan gjennomføres ved hjelp av egnede innretninger så som lodding.

Et eksempel på en strømningsbane gjennom puslespillanordningen for seksjonene 40 kan beskrives som følger med henvisning til fig. 1 og fig. 1a: kjølemiddel føres inn i varmeveksleren 12 gjennom innløpet vist ved 32a og føres langs seksjonen 40a mot den indre ring 46. Etter å ha passert gjennom seksj onen 40a blir en del av kjølemidlet rettet fra enden av kanalene 53 i seksj on 40a til seksjon 40b og forandrer retning og føres langs siden av den indre ring 46. Fra seksjonen 40b strømmer kjølemidlet inn i seksjonen 40c og videre inn i seksjonen 40d, hvor fluidet forandrer retning og strømmer bort fra den indre ring 46 for en kort periode.

Kjølemidlet strømmer fra seksjonen 40d tilbake til seksjonen 40c langs et annet sett av kanaler enn da det ble tatt gjennom seksjonene 40c mot seksjonen 40d. Fra seksjonen 40c strømmer kjølemidlet tilbake til seksjonen 40b og så tilbake til seksjonen 40a. Som det kan ses av strømningspinnen 42 vil kjølemidlet fortsette å passere gjennom seksjonen 40 til den når utløpet vist ved 34a. Strømningsbanen som er vist mellom innløpet 32a og 34a går gjennom en fjerdedel av varmeveksleren 12 vist på fig. 1. Det skal bemerkes at en viss del av kjølemidlet som går inn i varmeveksleren 12 også strømmer til utløpet vist ved 34b i en annen fjerdedel av varmeveksleren 12. Kjølemiddel strømmer også i et tilsvarende mønster gjennom innløpet vist ved 32b til hvert av utløpene 34a og 34b.

Det skal bemerkes at i minst noen av seksjonene 40, så som seksjon 40b, vil kjølemidlet føres langs noen kanaler 53 i én retning og langs andre kanaler i motsatt retning.

I tillegg skal det bemerkes at det i forbindelsene mellom minst noen par av hosliggende seksjoner, så som forbindelse mellom en del av seksjonene 40d og 40c møtes kanalene 53 ved spisse vinkler, slik at kjølemiddel strømmer tilbake mot seg selv i en viss utstrekning. Ved å anordne minst noen av forbindelsene mellom hosliggende seksjoner hvor kanalene 53 møtes ved spisse vinkler tilveiebringes en krummet strømningsbane.

Det skal også bemerkes at i noen andre forbindelser mellom minst noen par av hosliggende seksjoner, så som forbindelsen mellom seksjonene 40b og 40c vil kanalene 53 møtes ved stumpe vinkler. Slike forbindelser kan anordnes mellom suksessive par av hosliggende seksj oner 40 for å tillate en relativt gradvis forandring av retningen i strømningsbanen for kjølemidlet fra én retning til en annen. F. eks. kan strømningsbanen som er anordnet ved varmeveksleren 12 på fig.

14 og 14a innbefatte bare stumpe vinkelforbindelser mellom hosliggende par av seksjoner 40. I varmeveksleren 12 som er vist på fig. 14 og 14a vil den totale strømningsbane ha en form som følger den i det vesentlige ringformede utforming av varmeveksleren 12 og går ikke tilbake på seg selv. Ved å tilveiebringe minst noen forbindelser hvor kanalene 53 møter spisse vinkler i hosliggende seksjoner 40 kan trykkfallet som opptrer i den generelle forandring i strømningsretningen bli redusert.

Ved å tilveiebringe to innløp 32 og to utløp 34 vil den totale avstand som gjennomgås av kjølemidlet i hver fjerdedel være begrenset til en enkelt kvadrant av varmeveksleren. Dette reduserer det totale trykkfall som erfares av den totale kjølemiddelstrøm gjennom varmeveksleren da trykkfallet varieres proporsjonalt med banelengden som kjølemidlet går igjennom.

Det er velkjente avveininger på fagområdet med hensyn til å øke banelengden for kjølemiddel. På den ene side lengre banelengder øker tiden kjølemidlet har til å fjerne varme fra materialet det er i kontakt med å gjøre varmeoverføringen mer effektiv. Kortere baner reduserer trykket som kreves for å bevege kjølemidlet og følgelig gjør det at kompressoren eller hva som ellers driver kjølemiddelstrømmen til å arbeide mindre hardt. Mange puslespillanordninger av seksjoner 40 kan benyttes i varmeveksleren. Anordningen eller arrangementet som er vist på fig. 1 og fig. 13 er funnet å optimalisere avveiningen mellom kortere og lengre banelengder for forskjellige størrelsesenheter mens de gir full dekning av overflatearealet for platen.

Det indre lag 45 omfatter en ytre grensedel som er dannet av den ytre ring 48, en strømningsdel som kan dannes av seksjonene 40 av korrugert platemateriale og eventuelt en indre grensedel, som er utformet av den eventuelt anordnede indre ring 46. Strømningsdel en kan dekke et areal som er mellom ca. 50 % og ca. 95 % av arealet for det indre lag 45 i avhengighet av visse faktorer, så som om varmeveksleren 12 har en akselgjennomføringsåpning 45 eller ikke og den totale størrelsen for varmeveksleren 12. I noen utførelser kan strømningsdelen dekke mellom ca. 75 % og ca. 90 % av arealet for det indre lag og fortrinnsvis minst ca. 85 % av arealet av det indre lag 45 og mer foretrukket minst 88 % av areal et av det indre lag 45.

Skrapesystemet 15 skal nå beskrives. En sentral aksel 16 som fører gjennom varmeveksleren 12, som kan være innrettet vertikalt i en hovedsakelig parallell stilling, er understøttet på utsiden av rammen 14 av et lagerpar 18. Akselen 16 drives av en motor 102 via en girboks 103. Et antall gjengede staver 100 er ført gjennom åpninger 101 i vikene 50 med åpninger, som er montert på understøttelsesbraketter 20. Stavene 100, brakettene 20 og avstandsstykkene 22 kan holde varmevekslerne 12 i en vertikal stilling som vist på fig. 3 og er låst på plass ved hjelp av muttere 24.

Mellom den ytterste varmeveksler og rammen 14 er det plassert en ytre skrapeinnretning 26, vist på fig. 4, mens den indre skrapeinnretning 28 vist på fig. 8 er plassert mellom to varmevekslere 12.

Kjølemiddelet føres inn i maskinen 10 gjennom et antall forbindelser 30 (fig. 3) og blir så pumpet inn i hver varmeveksler 12 gjennom innløp 32 (fig. 2). Når kjølemidlet har passert gjennom varmeveksleren 12 vil det så gå ut gjennom utløpene 34 (fig. 2) og tilbake ut gjennom forbindelsene 30 (fig. 3). Ferskvann, saltvann eller enhver annen væske som skal kjøles pumpes inn i maskinen 10 gjennom akselen 16, spres så over flaten av varmevekslerne 12 fra dyser 36. For en skrapeinnretning 26 som skraper den ytterste varmeveksler er dysene 36 plassert på den bakre seksjonen av skraperen 26. Mens det er mulig å plassere dyser 36 på en skrapemekanisme 28 som skraper to plater samtidig, er det foretrukket å plassere dem på et separat sprederør 92. Skrapeinnretningen 26, 28 blir så dreiet av akselen 16 og fjerner is-vann-blanding fra overflaten av varmevekslerne 12 og bevirker at det faller ned i pannen 38. Når det er i pannen 38 blir så is-vann-blandingen pumpet til en lagringstank (ikke vist), hvor is separeres og vann pumpes tilbake til ismaskinen 10. Et antall isolasjonsplater 60 er boltet til rammen og danner et termisk isolert kammer.

Utførelse av skrap einnretni ngen er vist med henvisning til fig. 4-10. Fig. 4 viser en ytre skrapeinnretning 26 som omfatter et bærerør 54 som er boltet til akselen 16 ved bruk av en basisplate 56 (vist på fig. 5). Sveiset til enden av bærerøret 54 er toppflensen 62, vist på fig. 6B, mens midtflenser 64 (vist på fig. 6C) er avstandsplassert jevnt langs røret 54 og bunnflensen 66 (fig. 6D) er sveiset til basisen av røret 54 nær akselen 16. Et antall skrapere 58 utstrekker seg langs lengden av bærerøret 54 festet til flensene via en dreieaksel 68, vist på fig. 7, hvor dens skulder 70 sikrer dens plassering. Skraperne 58 er fortrinnsvis av plast for å produsere sørpeis og av metall for flakformet is.

Med henvisning til fig. 6A og 6B ser man i sporet 72 i hver flens ligger en første stav 74, som har en andre stav 76 sveiset på den første stav 74 og flensen. Hvilende mellom den første stav 74 og den andre stav 76 er en gummidemper 78. Denne gummidemper 78 skyver skraperen 58 bort fra staven 74 og skyver skraperhjørnet 80 mot den flate platevarmeveksler 12. Formen til skraperen 58 tillater at den enkelt kan reverseres når hjørnet 80 slites av og at det brukes et annet hjørne, slik at skraperens levetid kan forlenges. Langs motsatt side av bærerøret 54 fra skraperne 58 er det et antall dyser 36. Når vann pumpes inn i akselen 16 føres det opp gjennom det indre av bærerøret 54 og spres ut av dysene 36 når røret 54 roteres med akselen.

Fig. 8 viser en indre skrapeinnretning 28 som benyttes mellom to flate platevarmevekslere 12. Det foreligger en indre bærer 82 som er sveiset til basisplaten 56 (fig. 5) og boltet til akselen 16. En ekstra, hul bærer 84 glir over den indre bærer 82 og omslutter den. En fjernbar bolt 86 sikrer den hule bærer 85 til den indre bærer 82 og ved å gjøre dette til akselen 16. Et antall flenser 28 er sveiset til den hule bærer 84. Det er to grupper skrapere 58 som er festet til flensen 88 med to separate dreieaksler 68 (vist på fig. 7). Hvert par av skrapere 58 langs lengden av bæreren 84 er separert av en demper 78. En stav 90 er sveiset til flensene 88 og sikrer at demperne 78 er på plass. Demperne 78 skyver skraperne 58 bort fra hverandre og mot deres respektive varmevekslerplater 12. Denne utforming tillater lett vedlikehold av de indre skrapeinnretninger. Istedenfor å fjerne flatplatevarmevekslerne 12 er alt som er nødvendig å fjerne bolten 86 og den hule bærer 84 kan gli ut mellom varmevekslerne. Videre, på grunn av at bærerne 84 er mindre enn halvparten av diameteren til varmeveksleren 12 er det nødvendige serviceområdet rundt ismaskinen lite.

På fig. 10 er det vist at det på motsatt side av aksen 16 fra den indre bærer 82 er et sprederør 92 som er sveiset til en basisplate 56 og boltet til aksen 16. Langs lengden av sprederøret 92 er det anordnet et antall dyser 36. Når vann strømmer inn i akselen 16 strømmer det gjennom sprederør 62 og ut gjennom dysene 36 og sprer vann over varmevekslerens 12 flater.

Fig. 16 viser en alternativ utførelse av ismaskinen med platene plassert horisontalt. Dette er fordelaktig i situasjoner hvor høyden er begrenset, f. eks. om bord på et fiskefartøy. Med henvisning til fig. 16, hvor like deler er blitt nummerert på samme måte omfatter ismaskinen 210 et antall flatplatevarmevekslere 12 innenfor en toppramme 209 som understøttes av en bunnramme 208. Gjennom varmevekslerne 12 som er innrettet horisontalt i en i det vesentlige parallell stilling er det ført en sentral aksel 16, som er understøttet på utsiden av topprammen 209 og under samlepannen 206 med et par av lagerhus 18.

Mellom den ytterste varmevekselplate og topprammen 209 er det plassert en ytre skrapeinnretning 201, mens den indre skrapeinnretning 202 er plassert mellom to varmevekselplater 12. Kjølemiddel føres inn i maskinen 210 gjennom et antall forbindelser og blir så pumpet inn i hver varmeveksler 12. Ferskvann, saltvann eller annen egnet væske som skal fryses pumpes inn i maskinen 210 gjennom akselen 16, spres så over flaten av varmevekslerne 12 fra dysene i skrapeinnretningen 201, 202. Skrapeinnretningene 201, 202 blir så rotert av akselen 16, og fjerner isvannblandingen fra flaten av varmevekslerne 12. Isen skyves i en utoverretning rettet ved orienteringen av skrapeinnretningen 202, 201 mot utsiden. Når isen passerer den ytterste kant av platen 12 faller den ned i pannen 206. Fig. 17 viser et oppriss av pannen 206. Pannen har en perforert seksjon 212. Når feiedelen 203 passerer den perforerte seksjon 212 vil isen falle gjennom den perforerte seksjon 212 og lander i sumpen 205. Is blir så pumpet ut av ismaskinen gjennom utløpet 204 inn i en lagringstank (ikke vist) hvor isen separeres og vann pumpes tilbake til ismaskinen 210. Avskrånede hjørner 207 sikrer at når isen faller inn i pannen 206 vil den gli ned til seksjonen av pannen 206 som nås av feiedelen 203.

Skrapeinnretningene 201, 202 er vist på fig. 18 og omfatter en bærer med et antall skrapere 220. Hver skraper 220 har en holder 223 med en toppseksjon 226, en bakre seksjon 224 og en frontseksjon 225 og to sideseksjoner 220 for å holde et skrapeelement 221. En kompressibel demper 230 opprettholder ytre trykk på skrapeelement 221 som holder i kontakt med varmevekslerplaten 12.

Skrapere 220 er plassert langs bæreren slik at suksessive skrapere 220 er atskilt med tilnærmet bredden til en enkel skrape 220. Skraperne 220 på motsatte sider av akselen er innrettet langs bæreren slik at en sirkulær bane som følges av enhver skrape 220 vil passere gjennom skraperne på motsatt side. Skrapeelementene 221 har skrapekanter 222 som er vinklet utover skyve isen mot og til slutt over kanten av platen 12. Suksessive skrapeelementer kan bli vinklet i økende grad utover slik at de nær akselen er vinklet tettere mot parallelt til retningen for lengden av bæreren og de nærmest kanten av platen er innrettet nærmere vinkelrett til retningen av lengden av bæreren. Forskjellig vinklede skrapeelementer er ikke vesentlig for utformingen. Tappen 227 benyttes til å forbinde skrapeelementene til holderen 223 mens en skrue er festet i gjengen 228 og holder tappen 227 på plass.

I tilfellet for en ytre skrapeinnretning 121 som skraper den ytterste side av en ytre plate 12 vil skraperne 220 bli sveiset til en bærer som er boltet til akselen. Indre skrapeinnretninger 202 som er plassert mellom to plater og skraper sidene av disse plater samtidig har skraperne 220 sveiset til en hul bærer som er så ført over en indre bærer 82 som er boltet til akselen. Dyser (ikke vist) er rettet mot platene 12 fra bæreren for å spre væske som skal fryses.

På figurene er det indre lag vist som bygget opp av et antall seksjoner som passer sammen i puslespillignende form. Hver seksjon er beskrevet som innbefattende et antall vegger og fotdeler som bestemmer et antall av strømningskanaler som alle er integrert forbundet som del av en seksjon. Det er et mulig alternativ for hver veggdel 47 å være et individuelt stykke, som har en fotdel 51 som er direkte forbundet dertil langs én eller begge langsgående kanter 49. Med andre ord er det alternativt mulig for hver veggdel med dens tilhørende ene eller to fotdeler 51 å være et individuelt stykke som er individuelt forbundet til de ytre plater.

På figurene innbefatter ismaskinen skrapere for å skrape begge sider av hver varmeveksler. Det er alternativt mulig for én eller flere varmevekslere å ha bare én enkelt skraper for skraping av én side på denne.

På figurene er ismaskinen blitt vist som innbefattende et antall varmevekslere 12. Som alternativ er det mulig for hvilken som helst ismaskin å innbefatte en enkelt varmeveksler 12. Ved et slikt alternativ kan maskinen innbefatte en ytre skrape 26 på én eller begge ytre flater, imidlertid skal det forstås at den indre skrape 28 ikke vil være innbefattet.

Ismaskinen 10 er blitt beskrevet som å sørge for væske som skal fryses via en væskekilde gjennom væsketilførselssystemet 17 og for å sendes ut fra dyser 36. Som en alternativ mulighet kan væsken som skal fryses tilføres på annen måte. F. eks. med henvisning til fig. 22 kan et forseglet hus 97 bli utformet slik at det definerer et indre kammer 99 i hvilket det er plassert varmevekslere 12 og skrapere 26 og 28. Væsken som skal fryses innføres i kammeret 99 via et kammerinnløp 101 som kan plasseres hvor som helst på egnet sted, så som på en sidevegg av huset 97. Kammeret 99 kan i det vesentlige bli fylt med væske som skal fryses. Således er varmevekslerne 12 neddykket i den væsken som skal fryses. Etter hvert som is dannes på varmeveksleren 12 kan skraperne 26 og 28 skrape av isen. Isen kan samles ved hjelp av egnede midler som ved å samle det i en egnet ledning som forbindes med toppen av kammeret 99.

Med henvisning til fig. 22a kan det forseglede hus 97 være generelt sylindrisk i form og kan være utformet av én eller to plater 301 av flatt, fortrinnsvis isolert materiale som er bøyet i en sylindrisk form og forseglet ved sine kanter. Kammeret 99 er forseglet ved sine ender ved hjelp av to fortrinnsvis isolerte endeplater 302 (fig. 22). Alternativt kan det forseglede hus være generelt rektangulært i form.

Huset 97 er forseglet rundt en roterende aksel 16 som er ført gj ennom den for å forhindre lekkasje av væske som skal fryses. Denne forsegling kan gjennomføres ved hjelp av egnede midler så som et antall pakningsringer.

Alternative utforminger av maskinen 10 er mulige. Hvis utformet som en kjøler, som kjøler men ikke fryste væske er skrapersystemet 15 ikke nødvendig. Væske kan bringes i kontakt med varm eveksl erne 12 ved pumping av væske inn og ut av kammeret 99. Graden av pumping bestemmer graden med hvilken væsken kjøles av varmevekslerne 12.

Mens den ovenforstående beskrivelse omfatter utførel se av foreliggende oppfinnelse skal det forstås at foreliggende oppfinnelse kan modifiseres og forandres uten å avvike fra kravenes ramme.

Claims (19)

Patentkrav

1. Et apparat for varmeveksling (12), omfattende:

minst ett fluidinnløp (32);

minst ett fluidutløp (34);

minst to ytre plater omfattende en første ytre plate (42) og en andre ytre plate (44), hvor hver av den første ytre platen (42) og den andre ytre platen (44) har en indre overflate og en ytre overflate; og

et indre lag (45) forseglet i mellom de ytre platene (42, 44)

inkludert en ytre grensedel (48) og en strømningsdel hvor

den ytre grensedel en (48) omringer strømningsdelen i mellom de ytre platene (42, 44) for å gi en tettet ytre omkrets;

strømningsdelen omfatter flere seksjoner (40) av materiale, hver seksjon (40) av materiale omfattende flere bend, hvert bend har en fotdel (51) hovedsakelig koplanar med de ytre platene (42, 44) for å sammenføye tett det indre laget (45) til de ytre platene (42, 44), og hvert bend har videre en veggdel (47) som strekker seg mellom platene (42, 44) og er føyd sammen med fordelen (51), og hvor for hver seksjon (40), er det tilveiebrakt minst en serie med sidestående strømningskanaler (53) ved de indre overflatene til de ytre platene (42, 44), og ved fotdelene (51) og veggdelene (47) til de flere bendene, hvor veggdelene (47) til de flere bendene tilveiebringer barrierer i mellom strømningskanalene (53) til den minst ene serien med sidestående strømningskanaler (53);

og

strømningsdelen omfatter flere kontinuerlige strømningsveier som strekker seg mellom det minst ene fluidinnløpet (32) og det minst ene fluidutløpet (34) for å styre et fluid gjennom de flere seksjonene (40) med materiale, og hvor for hver seksjon (40) i de flere seksjonene (40) med material, hver kanal (53) i den minst ene serien med sidestående strømningskanaler (53) for den seksjonen (40) er del av en assosiert kontinuerlig strømningsvei i mellom det minst ene fluidinnløpet (32) og det minst ene fluidutløpet (34); og

hvor de flere seksjonene (40) med materiale er føyd sammen i et puslespilltype arrangement, slik at i puslespill-type arrangementet, hver seksjon (40) i de flere seksjonene (40) har minst en sidestående seksjon (40) i de flere seksjonene (40), og hver kanal (53) i den minst ene serien med sidestående kanaler (53) til den seksjonen (40) er hovedsakelig på linje, ved en vinkel forskjellig fra null med en korresponderende kanal (53) til den minst ene serien med sidestående kanaler (53) til den minst ene sidestående seksjonen (40) slik at hvert resulterende par med kanaler (53) som er på linje definerer minst deler av en kontinuerlig strømningsvei i de flere kontinuerlige strømningsveiene.

2. Et apparat ifølge krav 1, hvor hver kontinuerlig strømningsvei i de flere kontinuerlige strømningsveiene omfatter en sekvens av suksessive kanaler (53) i en sekvens med suksessive seksjoner (40) som strekker seg fra innløpet (32) til utløpet (34), og hvor to kontinuerlige strømningsveier i de flere kontinuerlige strømningsveiene omfatter forskjellige sekvenser av suksessive kanaler (53) i den samme sekvensen med suksessive seksjoner (40), en første kontinuerlig strømningsvei av de to kontinuerlige strømningsveiene omfatter en strømningskanal (53) i en seksjon (40) av sekvensen med suksessive seksjoner (40) og en strømningskanal (53) i en annen seksjon (40) av sekvensen med suksessive seksjoner (40), en andre kontinuerlig strømningsvei av de to kontinuerlige strømningsveiene omfatter en kortere strømningskanal (53) i den ene seksjonen (40) av sekvensen med suksessive seksjoner (40) og en lengre strømningskanal (53) i den andre seksjonen (40) av sekvensen med suksessive seksjoner (40), den kortere strømningskanalen (53) er kortere i lengde enn strømningskanalen (53) til den ene seksjonen (40) av den første kontinuerlige strømningsveien, og den lengre strømningskanalen (53) er lengre i lengde enn strømningskanalen (53) til den andre seksjonen (40) til den første kontinuerlige strømningsveien.

3. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 2, hvor de flere kontinuerlige strømningsveiene har hovedsakelig lik lengde og er konfigurert for å tilveiebringe hovedsakelig uniform kjøling til de ytre platene (42, 44).

4. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor seksjonene (40) med materiale i de flere seksjonene (40) med materiale er lagd av bølgeformede metallplater.

5. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4, hvor de flere kontinuerlige strømningsveiene okkuperer et omtrent sylindrisk rom.

6. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 5, hvor strømningsdelen er bare sidestående til den minst ene ytre platen (42) innenfor et område til en sirkulær del av den indre overflaten til den minst ene ytre platen (42), og minst omtrent 75% til 95% av området til den sirkulære delen av den indre overflaten til den minst ene ytre platen (42) er sidestående til strømningsdelen.

7. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 6, hvor det indre laget (45) er tettet for å motstå et trykk på 3100kp (450 psi).

8. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 7, hvor hver strømningskanal (53) har en kanalbredde (Wc), og hvor hver veggdel av det indre laget (47) har en veggdeltykkelse (Tw), og hvor forholdet mellom veggdeltykkelsen (Tw) og kanalbredden (Wc) er mindre enn 1 :8.

9. Et apparat ifølge krav 8, hvor det omtrentlige forholdet mellom veggdeltykkelsen (Tw) og kanalbredden (Wc) er omtrent i mellom 1 :18 og 1 :25.

10. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 9, hvor en tykkelse av de ytre platene (Tp1) ikke er mer enn omtrent 3 mm (0.12").

11. Et apparat ifølge krav 8 eller krav 9, hvor veggdeltykkel sen (Tw) er omtrent 0.2mm (0.008").

12. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 11, hvor det indre laget (45) omfatter en indre grensedel (46) for å til vei ebringe en tettet indre omkrets, hvor de flere seksjonene (40) med materiale omringer den indre grensedelen (46).

13. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 12, hvor den minst ene Serien av sidestående strømningskanaler (53) til minst en seksjon (40) med materiale av de flere seksjoner med materiale, er på linje med den minst ene serien med strømning skanal er (53) til minst to sidestående seksjoner (40) av de flere seksjonene med materiale.

14. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 13, hvor forskjellige kontinuerlige strømningsveier av de flere kontinuerlige strømningsveiene innenfor en eller flere seksjoner (40) av de flere seksjonene med materiale dirigerer fluidet i motsatte retninger.

15. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 14, hvor minst en kontinuerlig strømningsvei av de flere kontinuerlige strømningsveiene, strømningskanalene (53) i minst ett resulterende par av strømningskanaler (53) på linje definerer minst en del av den kontinuerlige strømningsvei en er innrettet med en stump vinkel.

16. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 15, hvor minst en kontinuerlig strømningsvei av de flere kontinuerlige strømningsveiene, strømningskanalene (53) i minst ett resulterende par av strømningskanaler (53) på linje definerer minst deler av den kontinuerlige strømningsveien er innrettet ved en vinkel på 90 grader eller mindre.

17. Et apparat ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 16, hvor seksjonene med materiale består av bend som er formet slik at veggdelene (47) er ved omtrent 90 graders vinkel i forhold til fotdelene (51).

18. Et apparat ifølge hvilket som heist av kravene 1 til 17, videre omfattende skrapemidler (26, 28, 201,202) for å fjerne eventuelle iskrystaller som dannes på kjøleoverflaten.

19. Et apparat ifølge krav 18, hvor skrapemidlene (26, 28, 201, 202) er del av et skrapesystem (15) som inkluderer en aksling (16) som passerer vinkelrett gjennom senter av de ytre platene (42, 44); en bærer (54, 82, 84) koblet til akslingen (16), hvor bæreren (54, 82, 84) strekker seg parallelt til de ytre overflatene til de ytre platene (42, 44), flere skrapere (58, 220) posisjonert langs med lengden av bæreren (54, 82, 84); og midler for å holde skraperne (58, 220) i kontakt med de ytre platene (42, 44).