(57)【要約】  本発明は、プレート熱交換器（ＰＨＥ）のための改善プレートであって、ＰＨＥのパラメータが、異なる物理的および化学的特性を有する少なくとも１つの第１の流体および少なくとも１つの第２の流体の様々なセットを含む生産工程で利用されるように個々に調整され、故にＰＨＥ関連のパラメータの異なる２つ以上のセットを必要とする、プレート熱交換器（ＰＨＥ）のための改善プレートを開示する。本発明はまた、これを使用および製造する方法を開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さＸ、北向きの主縦軸、幅ｙ、横軸、および高さＺ、上向きの面（ＵＰ）および反対の面（ＤＯＷＮ）によって特徴付けられるＰＨＥのためのプレートであって、前記プレートは、突き出たピークおよびくぼんだ谷のアレイにより波形にされ、上方のピークおよび谷ならびに下方のピークおよび谷は、それぞれＰ’、Ｖ’、Ｐ’’、およびＶ’’で表され、Ｐ’は、（上方）ピーク面で表される実質的に単一の面にあり、Ｖ’’は、（下方）谷面で表される実質的に単一の面にあり、高さは、前記谷面から測定され、Ｐ’とＶ’との間の距離およびＰ’’とＶ’’との間の距離は、それぞれ線描深さｂ’およびｂ’’で表され、Ｐ’面Ｐ’’の間またはＶ’とＶ”との間の金属シートの厚さは、ｔで表され、プレートの厚さは、ｔ＋ｂ’＝ｂ＝ｔ＋ｂ”に等しく、下方のピーク、具体的には、ＬＰ’は、Ｚ軸に沿ってピークＰ’に等しいか、またはこれより低く、下方のピーク、具体的には、ＬＰ’’は、Ｚ軸に沿ってピークＰ’’に等しいか、またはこれより低く、高い谷、具体的には、ＨＶ’は、Ｚ軸に沿って谷Ｖ’に等しいか、またはこれより高く、高い谷、具体的には、ＨＶ’’は、Ｚ軸に沿って谷Ｖ’’に等しいか、またはこれより高く、プレートｎは、Ｚ軸に沿って隣接するプレート（ｎ−１、下方プレート）および（ｎ＋１、上方プレート）と積み重ね可能であり、ｎは、整数であり、積み重ねられるとき、プレート（ｎ−１）のピークＰ’がプレート（ｎ）の谷Ｖ’’に当接し（これを支持し）、プレート（ｎ）のピークＰ’がプレート（ｎ＋１）の谷Ｖ’’に当接し、再び積み重ねられ、２つの隣接するプレートの間に、間隙（流路）が流体流のために提供されるとき、流路最大高さが、ｂ’＋ｂ”に等しいか、またはこれより低く、流路は、ガスケット、または溶接、ろう付け、３Ｄ印刷、もしくは任意の他の密閉技法から成る群から選択される技術によって密閉され、各流路は、プレート内の穴によって、または２つの隣接するプレートの間を密閉することのない空間を通じて提供される少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口ポートを含み、さらに再び積み重ねられるとき、流体１がプレートｎの上を、および流体２がプレートｎの下をそれぞれ流れ、流体２はプレート（ｎ−１）の上を流れ、流体１はプレート（ｎ＋１）および（ｎ−１）の下を流れ、熱伝達ゾーンまたは熱伝達面積は、流体１が流体２と間接的に接触しているすべてのプレート面積を含み、プレートの熱伝達面積が、セグメントＳ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）を含み、ｎは整数であり、隣接する前記セグメントは、共通の中間線（ＩＭＬ、境界線、障害線、ＯｂＬ）を共有し、ＸＹ谷面への境界線の突出は、セグメント化線で表され、セグメント化線は、谷面内の直線、ジグザグ形、曲線、連続部、および不連続部から成る群にあるものを含む、任意の形状をとり得、前記セグメントのための任意の形状、サイズ、または北への配向を可能にし、前記セグメントの形状は、すべて任意の形状、サイズ、および北への配向にある、東西軸に実質的に平行の矩形セグメント、南西−北東軸に実質的に配向される三角形セグメントのアレイ、曲線セグメントのアレイ、およびジグザグセグメントから成る群から選択され得、２つの隣接するセグメント間のセグメント化面は、ＸＹプレート面に垂直の表面であり、谷面とピーク面との間にセグメント化線より上のすべての点を含み、前記隣接するセグメント間のＩＭＬは、前記セグメント化面に含まれ、標準セグメントは、（ｉ）高い波状のゾーン（ＨＷＺ）、（ｉｉ）隣接するセグメント、またはガスケット、入口、および出口から成る群の要素を含む隣接する非熱伝達要素、を有する１つまたは複数の境界線（ＩＭＬ）、ならびに（ｉｉｉ）ＨＷＺをＩＭＬに相互接続する１つまたは複数の伝達ゾーンまたは遷移ゾーン（ＴＺ）という要素から成るセグメントを表し、非標準セグメントは、前記要素のうちの２つ以下から成るセグメントを表し、非標準セグメントは、低い波状のゾーン（ＬＷＺ）を含み得、
前記プレートは、以下から選択される構成によって特徴付けられ：
前記ＨＷＺが、各々の隣接するピーク−谷−ピーク（Ｐ’−Ｖ’−Ｐ’）が前記プレートの上の間隙を流れる流体のための流れの経路を形成し、各々の隣接する谷−ピーク−谷（Ｖ’’−Ｐ’’−Ｖ’’）が前記プレートの下の間隙を流れる流体のための流れの経路を形成する、交互のピーク線および谷線の高い波を含み、前記ピーク線および谷線が、実質的に平行であること、実質的に垂直であること、および少なくとも１つの部分が少なくとも１つの他の部分とは異なる方向に配向されることを含め、任意の既定の配向に向けられ得、前記ピーク線が、直線、ジグザグ形、曲線、多角形、少なくとも部分的に曲がった形から成る群から選択される形状を含む、任意の形状をとり得、隣接するピークおよび谷線が、既定のピーク間波長（ａ）により均等に間隔をあけられ、および／または恣意的に間隔をあけられ得、前記波が、北および／またはＩＭＬに対して任意の既定の配向に配向され、ＨＷＺが、隣接するプレート間の支持、および流体を前記ＩＭＬに向かって既定の角度でセグメントに沿って誘導すること、の両方のために提供され得、
前記ＨＷＺ長さは、高い圧力降下および高い熱伝達係数を提供する、短い長さから、低い圧力降下および低い熱伝達係数を提供する、比較的より長い長さまで変動し、
ＩＭＬは、それに隣接する２つの遷移ゾーンと一緒に、前記プレートの上および／または下の流れを少なくとも部分的に妨害する障害物を形成し、前記ＩＭＬの面積は、前記２つの遷移ゾーンと一緒に、障害ゾーン（ＯｂＺ）で表され、前記ＩＭＬ内の流れの経路の妨害されていない断面は、窓で表され、障害物高さプラス窓高さは、線描深さｂ’＝ｂ’’に等しく、前記プレートの上の流れの経路（Ｐ’−Ｖ’−Ｐ’）において、前記障害物は、低い方の高さＶ’で始まり、前記ＩＭＬまで上昇し、０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂであり、前記プレートより下の流れの経路（Ｖ’’−Ｐ’’−Ｖ’’）において、前記障害物は、高い方の高さＰ’’で始まり、前記ＩＭＬまで降下し、０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂであり、ＩＭＬは、一定の高さにある直線、ジグザグ形、曲線から成る群から選択される、セグメント化面における任意の形状をとり得、前記ＩＭＬの少なくとも一部は、垂直の傾斜度、均一に傾いた傾斜度、および不均一の傾斜度を含め、第２の部分と比較して異なって配向され得、
前記ＨＷＺを前記ＩＭＬに相互接続する前記遷移ゾーン（ＴＺ）では、ピークまたは谷を前記ＩＭＬに接続する部分は、急勾配の実質的に最大約９０度から、約４５度を含む中くらいの傾斜度、約３０度および約１５度を含む徐々に傾斜する角度までの範囲の角度で上昇し、実質的に最大約９０度の場合は、前記遷移ゾーンの長さは、実質的に、ｔ＋丸め半径に等しく、約ｔ＝１．５ｔ＝ｂ／２であり、以てこの場合、２つの隣接する遷移ゾーンは、約ｂの合計長さを有し、徐々に傾斜する角度、例えば、１５度の場合は、長さ（ＴＺ）＞＝２ｂであり、
セグメントＳ（ｎ）は、Ｓ（ｎ−１）および／またはＳ（ｎ＋１）と相互接続可能であり、前記隣接するセグメントは、互いのＩＭＬを共有し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）は、同一であるか、異なるか、のいずれかであり、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）の各々について、少なくとも１つの第１のＴＺは、少なくとも１つの第２のＴＺと同一であるか、または異なるか、のいずれかであり、前記セグメントの各々が前記３つの要素（ＨＷＺ、ＩＭＬ、ＴＺ）を含むため、すべての前記３つの要素が同一である場合、２つのセグメントは等しく、またはその反対に、前記要素のうちの少なくとも１つが異なる場合、前記セグメントは異なり、３つ以上のセグメントのシーケンスに沿って、前記シーケンスの少なくとも１つの第１の部分は、少なくとも１つの第２の部分と同一であり、またはその反対に、前記シーケンスのすべての部分が異なるか、のいずれかであり、前記違いは、前記セグメントのシーケンスの少なくとも１つの部分が他の部分において周期的または非周期的のいずれかで繰り返すパターンを形成し得、セグメントＳ（ｎ）の前記ＨＷＺは、北に実質的に平行を含む、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対して任意の角度にある波を含み、隣接するセグメントＳ（ｎ＋１）の前記ＨＷＺの波の角度は、セグメントＳ（ｎ）の前記角度と同一であるか、または異なるか、のいずれかであり、
セグメントは、同一または異なる波長（ａ）のいずれかを有し、２つの隣接するセグメントＳ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）は、Ｓ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）の前記ＨＷＺ内の谷線の両方の終端が、互いに向かい合ってＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対する同じ水平な垂直線上にあるように相互接続され得、追加的または代替的に、Ｓ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）の前記ＨＷＺ内のピーク線の両方の終端は、互いに向かい合ってＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対する同じ水平な垂直線上にあり得、そのような場合、前記ＩＭＬへ向かって１つのＨＷＺ内の流れの経路から流れる流体は、障害物を通過し、流れ方向における変化なし、またはありのいずれかで、前記ＩＭＬの他方の側の前記ＨＷＺ内の対向する流れの経路内へと続き、位相シフトが、隣接するセグメント間に、前記隣接するセグメントのうちの一方を第２の前記セグメントに対して、正もしくは負、流れ方向に対して左方向もしくは右方向、０（シフトなし）より大きいか、もしくはこれに等しい絶対値、波長ａより低いか、もしくはこれに等しい、または任意の他の既定の値である、位相シフトオフセット（ＰＨ）だけシフトすることによって提供され、隣接するセグメント間の前記位相シフトオフセットは、同一であるか、異なるか、のいずれかであり、セグメントＳ（ｎ）とセグメントＳ（ｎ＋１）との間のＰＨ〜ａ／２の位相シフトでは、セグメントＳ（ｎ）内の前記プレートの上を流れる流体のための流れの経路（Ｐ’Ｖ’Ｐ’）は、セグメントＳ（ｎ）の谷線Ｖ’がセグメントＳ（ｎ＋１）のピーク線Ｐ’に面する、セグメントＳ（ｎ＋１）内の最大障害物（Ｖ’Ｐ’Ｖ’）に面し、障害物Ｐ’Ｖ’Ｐ’は、左から右へ線Ｐ’（ｎ）ＭＰ’（ｎ＋１）をたどる左窓および左から右へ線Ｐ’（ｎ＋１）ＭＰ’（ｎ）をたどる右窓を伴う、左鞍点（Ｍ）および右鞍点（Ｍ）がＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）にある、高さｂ／２の２つの三角形窓を提供し、流れの経路Ｐ’（ｎ）Ｖ’（ｎ）Ｐ’（ｎ）内の前記プレートの上を流れる流体は、Ｓ（ｎ＋１）内で２つの流れの経路へ、１つは左および１つは右へと分かれて、マイクロ流路により、増加した混合ならびにそれぞれ左渦および右渦を提供し、各々の前記窓の断面領域は、前記流れの経路の元の断面Ｐ’（ｎ）Ｖ’（ｎ）Ｐ’（ｎ）の断面の約４分の１であり、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間の伝達ゾーンは、それらのそれぞれのＨＷＺをＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に相互接続し、セグメントＳ（ｎ）のＨＷＺは、北に実質的に平行を含む、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対する任意の角度にある波を含み、隣接するセグメントＳ（ｎ＋１）の前記ＨＷＺの波の角度が、前記セグメントＳ（ｎ）の角度と同一であるか、または異なるか、のいずれかであり、
ＨＷＺが、交互のピーク線および谷線の高い波の幾何形状を含み、前記プレートの上を流れる流体のための複数の別々の流れの経路、および前記プレートの下を流れる流体のための複数の別々の流れの経路を提供し、流れ方向は、北に対する既定の角度（複数可）に沿ってＨＷＺ幾何形状によって誘導され、前記流れは、隣接するセグメント間の障害線（ＩＭＬ）に向かって誘導されて、到着する流体の流れ方向は任意の角度で前記ＩＭＬに遭遇し、２つの隣接するセグメントのＨＷＺ内の流れの経路は、同一方向または異なる方向のいずれかに前記流れを誘導し、前記異なる方向の場合は、前記ＩＭＬを通過する際の流れ方向における変化に起因して、追加の渦度が提供され、ＨＷＺはまた、当接部の線に沿って支持を提供して、プレートスタックが圧力に耐える増加された能力、およびしたがって、より薄い金属シートの厚さ、を結果としてもたらす増加された支持を提供し、前記幾何形状が、前記流体が前記経路に沿ってゼロから加速する必要のない途切れのない連続したらせん流を提供することを可能にすることから、圧力降下は、流体および壁の摩擦損失に主に起因し、これにより結果として増加された熱伝達係数および減少された圧力降下がもたらされる、プレート。
【請求項２】
各々の流れの経路内の前記ＩＭＬが、プレートＸＹ面に平行であり、前記プレートの上の流れの経路内では、伝達ゾーンが、地点Ｖ’で始まり、高さ０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂ／２まで上昇し、前記プレートの下の流れの経路内では、前記伝達ゾーンが、地点Ｐ’’で始まり、高さｂ／２＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂまで降下し、共通の壁を共有する２つの隣接する流れの経路に属する前記ＩＭＬの２つの部分、前記壁の上の流れのためのＰ’−Ｖ’および前記壁の下の流れのためのＰ’’−Ｖ’’が、前記壁にある前記ＩＭＬの別の部分によって相互接続され、前記ＩＭＬの部分が１つのセグメントの流れの経路の壁にあるため、前記部分は、ほぼ、前記隣接するセグメントの流れの経路の壁にあり、故に前記ＩＭＬの両方の側からの前記流れの経路の前記壁は、ほぼ連続的である、請求項１に記載のプレート。
【請求項３】
前記ＩＭＬが、一定の高さで前記プレートＸＹ面に実質的に平行であり、ｈ（Ｏｂ１）＋ｈ（Ｏｂ２）＝ｂ’＝ｂ’’およびｈ（ｗｉｎ１）＋ｈ（ｗｉｎ２）＝ｂ’＝ｂ’’であり、式中、ｈ（Ｏｂ１）は、前記プレートの上の流れを妨害する障害物の高さであり、ｈ（Ｏｂ２）は、前記プレートの上の流れを妨害する障害物の高さであり、ｈ（ｗｉｎ１）は、前記プレートの上の流れのための窓の高さであり、ｈ（ｗｉｎ２）は、前記プレートの下の流れのための窓の高さである、請求項１に記載のプレート。
【請求項４】
前記ＩＭＬが、前記プレートの上および下両方の流れのために経路の断面を妨害するように、中くらいのプレート高さｂ／２を超えて線描され、前記ＩＭＬが、以て、点が高さおよそｂ／２で流れの経路の壁にある状態で、中くらいのプレート高さｂ／２より上および下の前記セグメント化面内に弧を描く、請求項１に記載のプレート。
【請求項５】
ＨＷＺ構造波長（ａ）が、５ｍｍより低い、請求項１に記載のプレート。
【請求項６】
別の新規ソリューションが、前記プレートの上を流れる流体のための独立した窓高さ０＜＝ｈ（ｗｉｎ１）＜＝ｂ、および前記プレートの下を流れる流体のための０＜＝ｈ（ｗｉｎ２）＜＝ｂを可能にするために提供され、前記ソリューションが、高さｂ／２＜＝ｈ（ｗｉｎ１）＜＝ｂおよびｂ／２＜＝ｈ（ｗｉｎ２）＜＝ｂに最適であり、
ａ．３つのセグメントＳ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）の間の両方のＩＭＬが一定の高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑおよびｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの直線であり、ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）が、前記プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ−１／ｎ））＝ｂ−Ｑの窓、および前記プレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ２（ｎ−１／ｎ））＝Ｑの窓を提供し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）が、前記プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝ｂ−Ｒの窓、および前記プレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの窓を提供し、前記プレートの上および下を流れる両方の流体が、前記プレートの上を流れる流体ではｍｉｎ｛ｂ−Ｑ，ｂ−Ｒ｝、および前記プレートの下を流れる流体ではｍｉｎ｛Ｑ，Ｒ｝である、２つのより小さい窓によって主に影響を受けることと、
ｂ．乱流および圧力降下の量が、ＱおよびＲの値を設定することによって、下の流体および上の流体のために独立して選択可能および設計可能であることと
のうちの少なくとも１つが真である、請求項１に記載のプレート。
【請求項７】
２つの標準セグメントＳ（ｎ−１）およびＳ（ｎ＋１）の間に独立した窓高さを提供して、それらの間にＨＷＺを含まない非標準セグメントＳ（ｎ）を挿入するために利用し、前記プレート内で、ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）が、一定の高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑおよびｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの直線であり、非標準セグメントＳ（ｎ）が、前記ＩＭＬを相互接続し、ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）が、前記プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ−１／ｎ））＝ｂ−Ｑの窓、および前記プレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ２（ｎ−１／ｎ））＝Ｑの窓を提供し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）が、前記プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝ｂ−Ｒの窓、および前記プレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの窓を提供し、前記プレートの上および下を流れる両方の流体が、前記プレートの上を流れる流体ではｍｉｎ｛ｂ−Ｑ，ｂ−Ｒ｝、および前記プレートの下を流れる流体ではｍｉｎ｛Ｑ，Ｒ｝である、２つのより小さい窓によって、そのような構成において主に影響を受ける、請求項１に記載のプレート。
【請求項８】
セグメントＳ（ｎ−１）内で前記プレートの上を流れる流体のため、障害物が、Ｖ’で始まり、高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）））＝Ｑまで上昇し、次いで高さｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒを通って下って、セグメントＳ（ｎ＋１）の谷Ｖ’において高さ０に戻るように提供され、セグメントＳ（ｎ＋２）内で前記プレートの下を流れる流体のため、障害物が、Ｐ’’で始まり、高さｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）））＝Ｒまで降下し、次いで高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑを通って上昇して、セグメントＳ（ｎ−１）のピークＰ’’において高さｂに戻るように提供される、請求項７に記載のプレート。
【請求項９】
２つの隣接するセグメントのＨＷＺ間の距離が、およそ前記プレートの厚さｂと同じくらい短く、言い換えると、前記セグメントが含む２つのＴＺの長さの合計に等しい前記セグメント間の障害ゾーン幅が、およそ前記プレートの厚さｂと同じくらい短く、そのような小さい距離ではプレート間の支持が必要とされないため、極低い波状のゾーン（ＥＬＷＺ）または極低い波状の面積（ＥＬＷＡ）が前記２つのＴＺの間に挿入され得、前記ＥＬＷＺが、このとき標準セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ＋１）との間にある非標準セグメントＳ（ｎ）内にあり、前記ＥＬＷＺが、ピーク面と谷面との間にある間、任意の形状、波長、方向、および振幅をとることにより波によって特徴付けられ、ＥＬＷＡ波が、前記ＥＬＷＺの低いピークとピーク面との間、または前記ＥＬＷＺの高い谷と谷面との間に、窓によっても表される、任意の垂直空間を残して、均一に間隔をあけられるか、または不規則に間隔をあけられるか、のいずれかであり、前記ＥＬＷＺ内の波が、方向および／もしくは振幅において同一であるか、または方向および／もしくは振幅において互いと異なるか、のいずれかであり、前記波が振動するｘ−ｙ中心面は、高さが一定であるか、または任意の方向において変動するか、のいずれかであり、前記振動の中心が、前記セグメントに沿って減少または増加するとき、断面における変化が前記セグメントに沿って提供され、前記振動の中心がｚ軸に沿ってより高い領域では、前記プレートの上を流れる流体が、より大きい断面を有し、前記プレートの下を流れる流体が、より小さい断面を有し、前記振動の中心がｚ軸に沿ってより低い領域では、前記プレートの上を流れる流体が、より小さい断面を有し、前記プレートの下を流れる流体が、より大きい断面を有し、ＥＬＷＺが、任意の形状をとる、ピーク面高さｂまで上昇する突起および谷面高さ０まで降下するくぼみを含み、前記ＥＬＷＺ内の前記突起およびくぼみが、さらなる支持を提供し、ＥＬＷＺ波が、ジグザグ形態をとるＬＰ線およびＨＶ線を有するとき、そのような支持点は、前記線上に角度の１つおきの変化に見られ、１つのピーク線内のピーク点および隣接する谷線内の谷点は、前記谷面上に突出されるとき同じ線上にあり、およびほぼ直線が、前記ＥＬＷＺのためのさらなる支持を証明された前記ピーク支持点および隣接する谷支持点を接続し、ＥＬＷＺ振幅が、前記セグメントＳ（ｎ）に沿って同一であるか、または前記セグメントに沿って変化しているか、のいずれかである、請求項１に記載のプレート。
【請求項１０】
前記ＨＷＺ内の波が、高さｂ／２のｘ−ｙ面に対して形状が非対称であり、前記プレートの上を流れる流体の流れの経路の断面面積Ａ１が、前記プレートの下を流れる流体の流れの経路の断面面積Ａ２とは、形状および／またはサイズが異なり、前記断面面積Ａ１およびＡ２は、形状および／もしくはサイズが同一であり得るか、または前記セグメントに沿って異なる流れの経路では異なり得、３つのそのようなプレートｐ１、ｐ２、およびｐ３が、互いに積み重ねられて、ｐ２がｐ１およびｐ３に対してｚ軸の周りを１８０度回転されるとき、プレートｐ２とｐ３との間の流れの経路は、各々のそのような流れの経路が１つの前記Ａ１形状および１つの前記Ａ２形状を含むことから、プレートｐ１とｐ２との間の流れの経路に断面形状が等しく、３つのそのようなプレートｑ１、ｑ２、およびｑ３が互いに積み重ねられ、ｑ１が３つの一番下であり、ｑ３が一番上であり、ｑ２が、ｑ１およびｑ３に対してｙ軸の周りを１８０度回転され、支持が提供されるように前記３つのプレートが水平に整列されるとき、プレートｑ１とｑ２との間を流れる流体のための各々の流れの経路は、２つのＡ１形状を含み、プレートｑ２とｑ３との間を流れる流体のための各々の流れの経路は、２つのＡ２形状を含む、請求項１に記載のプレート。
【請求項１１】
前記ＨＷＺ内の波が、高さｂ／２のｘ−ｙ面に対して形状が非対称であり、前記プレートの上を流れる流体の第１の流れの経路（Ｐ’Ｖ’Ｐ’）の断面領域が、前記第１の流れの経路と共通の壁を共有する前記プレートの下を流れる流体の第２の流れの経路（Ｖ’’Ｐ’’Ｖ’’）の断面領域と形状および／またはサイズが異なり、前記断面領域が、形状および／もしくはサイズが同一であり得るか、または前記セグメントに沿った異なる流れの経路では異なり得、３つのそのようなプレートｑ１、ｑ２、およびｑ３が互いに積み重ねられ、ｑ１が３つの一番下であり、ｑ３が一番上であり、ｑ２がｑ１およびｑ３に対してｙ軸の周りを１８０度回転され、支持が提供されるように前記３つのプレートが水平に整列されるとき、プレートｑ１の上を流れる流体のための第１の流れの経路は、ｑ２の第２の流れの経路に遭遇し、前記第１および前記第２の流れの経路の断面が、互いの鏡像であり、プレートｑ３の下を流れる流体のための第３の流れの経路は、ｑ２の第４の流れの経路に遭遇し、前記第３および前記第４の流れの経路断面が、互いの鏡像であり、隣接するセグメントは、０（シフトなし）より大きいか、もしくはこれに等しい、波長ａより小さいか、もしくはこれに等しい、または任意の他の既定の値、の絶対値のオフセットだけ位相シフトされ、セグメントＳ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間の前記オフセットは、約ａ／２に等しく、前記流路ｑ１およびｑ２は、プレートｑ２とｑ３との間の流路より大きい断面を有し、プレートｑ１とｑ２との間のより大きい断面を有するセグメントＳ（ｎ）の流れの経路に沿った流れは、上方プレートｑ２および下方プレートｑ１の両方において大きい窓高さおよび高い障害物によって特徴付けられる左窓および右窓を提供する、次のセグメントＳ（ｎ＋１）内のシフトされたより小さい断面形状によって部分的に妨害され、ｑ２とｑ３との間のより小さい断面を有するセグメントＳ（ｎ＋１）の流れの経路に沿った流れは、上方プレートｑ３および下方プレートｑ２の両方において小さい窓高さおよび高い障害物によって特徴付けられる左窓および右窓を提供する、セグメントＳ（ｎ）内のシフトされたより小さい断面形状によって部分的に妨害され、２つの前記セグメント間の両側でｘ−ｙ面に平行の直線ＩＭＬを有する非標準セグメントであって、各ＩＭＬが異なる高さのものである、非標準セグメントを挿入することによって、プレートｑ１とｑ２との間のより大きい断面を有する流路では、より大きい断面流路のための増加された熱伝達を結果としてもたらす、請求項８に記載のプレート。
【請求項１２】
熱遷移ゾーンを備える、プレート熱交換器のプレートであって、前記熱遷移ゾーンが、
ａ．複数のセグメントであって、前記セグメントの各々が、少なくとも１つのピークおよび少なくとも１つの谷によって特徴付けられる連続した波パターンを有し、前記少なくとも１つのピークのすべてが前記プレートからの突起であり、前記少なくとも１つの谷のすべてが前記プレートからのくぼみであり、熱伝達流体が、谷を通って前記複数のセグメントの上で流動性を有し、第２の熱伝達流体が、各ピークの下の前記複数のセグメントの下で流動性を有し、
前記セグメントの各々が、一方の端においては第１の終端で終了し、他方の端においては第２の終端で終了し、
前記複数のセグメントが、少なくとも１つの第１のセグメントおよび少なくとも１つの第２のセグメントを含み、前記少なくとも１つの第１のセグメントの前記第２の終端が、前記第２のセグメントの前記第１の終端と境界を共有する、複数のセグメントと、
ｂ．少なくとも１つの遷移ゾーンであって、前記少なくとも１つの遷移ゾーンの各々が、前記第２の終端、前記第１の終端、およびそれらの任意の組合せから選択される位置に置かれる、少なくとも１つの遷移ゾーンと、
ｃ．少なくとも１つの障害物をさらに含む、前記少なくとも１つの遷移ゾーンの各々と
により構成され、
前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱伝達の特性が、前記複数のセグメント内の各セグメントの構成、前記少なくとも１つの第１のセグメントの各々と前記少なくとも１つの第２のセグメントの各々との整列、およびそれらの任意の組合せから成る群の要素の選択時に、カスタマイズ可能である、プレート。
【請求項１３】
前記プレートが、主縦軸および主横軸を有し、前記主縦軸がｘ軸であり、前記主横軸がｙ軸であり、ｚ軸が、前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に垂直であり、前記ｘ軸および前記ｙ軸が、前記プレートの中心面にあり、前記中心面に平行であり、また前記プレートの最も低い谷上の最も低い点を通って延びる面が、基面である、請求項１２に記載のプレート。
【請求項１４】
各々の前記少なくとも１つの第１のプレートおよび各々の前記少なくとも１つの第２のプレートについて、前記少なくとも１つの第１のセグメントの前記第２の終端が前記第２のセグメントの前記第１の終端と境界を共有する領域において、前記プレートの材料の中心を通過する線は、前記プレートの中間線（ＩＭＬ）である、請求項１２に記載のプレート。
【請求項１５】
前記ＩＭＬが、直線、曲線、ジグザグ形、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される形状を有し得る、請求項１４に記載のプレート。
【請求項１６】
前記ＩＭＬの向きが、前記ｘ軸に平行、前記ｙ軸に平行、前記ｚ軸に平行、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項１５に記載のプレート。
【請求項１７】
第２の前記ＩＭＬに対して第１の前記ＩＭＬの形状が、同じか、または異なるか、のいずれかである、請求項１７に記載のプレート。
【請求項１８】
第２の前記ＩＭＬに対して第１の前記ＩＭＬの向きが、同じか、または異なるか、のいずれかである、請求項１５に記載のプレート。
【請求項１９】
前記ＩＭＬが、垂直距離ｂｉのセットによって特徴付けられ、各ｂｉが、前記基面と前記ＩＭＬとの間の垂直距離である、請求項１８に記載のプレート。
【請求項２０】
前記第１のＩＭＬおよび任意の前記第２のＩＭＬについて、前記垂直距離ｂｉのセットが、同じか、または異なる、請求項１８に記載のプレート。
【請求項２１】
前記第１のセグメントの谷から流れる流体１が、前記第２のセグメントの単一の谷、または前記第２のセグメントの複数の谷のいずれかに流れる、請求項１２に記載のプレート。
【請求項２２】
前記第１のセグメントのピークの下を流れる流体２が、前記第２のセグメントの単一のピーク、または前記第２のセグメントの複数のピークのいずれかの下である、請求項１２に記載のプレート。
【請求項２３】
波距離｛ｃｎ｝のセットが、前記少なくとも１つのピークのうちの１つと前記少なくとも１つのピークのうちの隣接する１つとの間の距離のセット、または前記少なくとも１つの谷のうちの１つと前記少なくとも１つの谷のうちの隣接する１つとの間の距離のセットのいずれかであり、前記波距離｛ｃｎ｝のセットについて、すべての前記波距離ａｉが同じであるか、または前記波距離ａ；のうちの少なくとも１つが、前記波距離ａｊのうちの少なくとも１つの他の波距離と異なるか、のいずれかである、請求項１２に記載のプレート。
【請求項２４】
領域｛Ａ；｝のセットが、前記少なくとも１つのピークのうちの１つの下の面積のセット、または前記少なくとも１つの谷のうちの１つの上の面積のセットのいずれかであり、前記領域｛Ａｉ｝のセットについて、すべての前記面積Ａ；が同じであるか、または前記面積Ａｉのうちの少なくとも１つが、前記面積Ａｊのうちの少なくとも他の１つの面積と異なる、請求項１２に記載のプレート。
【請求項２５】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つにおける領域｛Ａｉ｝の少なくとも１つのセットについて、前記面積Ａｉが、前記複数のセグメントのうちの前記少なくとも１つに沿った距離と共に増加するか、または前記複数のセグメントのうちの前記少なくとも１つに沿った距離と共に減少するか、のいずれかである、請求項２４に記載のプレート。
【請求項２６】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、ピーク領域｛Ａｐｔ｝のセットが、谷領域｛Ａｖｉ｝のセットと異なる、請求項２４に記載のプレート。
【請求項２７】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、前記少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接する少なくとも１つの谷について、前記面積Ａｐｔと前記面積Ａｖｉとの関係は、前記面積Ａｐｔが増加するにつれて前記面積Ａｖｉが減少すること、前記面積Ａｐｔが減少するにつれて前記面積Ａｖｉが増加すること、前記面積Ａｐｔが増加するにつれて前記面積Ａｖｉが増加すること、前記面積Ａｐｔが減少するにつれて前記面積Ａｖｉが減少すること、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項２６に記載のプレート。
【請求項２８】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、前記少なくとも１つのピークのうちの前記少なくとも１つおよび前記隣接するピークについて、隣接するピーク間の前記波距離ａｉが、一定のままである、請求項２７に記載のプレート。
【請求項２９】
流体１および流体２のうちの少なくとも１つについて、前記障害物のうちの少なくとも１つが、流れの方向、前記流れにおける乱流、前記流れの渦度、前記流れの速度、およびそれらの任意の組合せから成る群の要素を変える、請求項１２に記載のプレート。
【請求項３０】
前記プレートが、低いピーク、高い谷、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される少なくとも１つの低い波を含む、請求項１２に記載のプレート。
【請求項３１】
前記中心面から測定される、前記低いピークの高さは、前記少なくとも１つのピークの最大高さ以下である、請求項３０に記載のプレート。
【請求項３２】
前記中心面から測定される、前記高い谷の高さは、前記少なくとも１つの谷の最大高さ以下である、請求項３０に記載のプレート。
【請求項３３】
前記高い谷のうちの少なくとも１つの高さが、前記高い谷のうちの少なくとも１つにおける位置により変化する、請求項３０に記載のプレート。
【請求項３４】
前記低いピークのうちの少なくとも１つの高さが、前記低いピークのうちの少なくとも１つにおける位置により変化する、請求項３０に記載のプレート。
【請求項３５】
プレートスタックが、ｎ個のプレートを備え、ｎが、２より大きいか、またはこれに等しい整数である、請求項１２に記載のプレート。
【請求項３６】
前記ｎ個のプレートの少なくとも１つの第ｐのプレートと前記ｎ個のプレートの第ｑのプレートとの間に少なくとも１つの接触点が存在し、前記第ｑのプレートが前記第ｐのプレートに隣接している、請求項３５に記載のプレート。
【請求項３７】
流体１が、前記第ｐのプレートと前記第ｑのプレートとの間で流動性を有する、請求項３６に記載のプレート。
【請求項３８】
ｎが３より大きいか、またはこれに等しい場合、流体２は、第ｒのプレートと第ｓのプレートとの間で流動性を有し、ｒ≠ｐおよびｓ≠ｑのうちの少なくとも１つが真である、請求項３６に記載のプレート。
【請求項３９】
接触器により、前記プレートスタックの第１のプレート上の前記低い波のうちの少なくとも１つが、前記低い波、前記少なくとも１つのピーク、および隣接するプレート上の前記少なくとも１つの谷から成る群の少なくとも１つの要素と接触して位置付け可能である、請求項３６に記載のプレート。
【請求項４０】
前記接触器が、ピーク、谷、および障害物から成る高さの群の一部であって、前記高さの群の前記要素の隣接する部分より大きい高さの群の一部を含む、請求項３６に記載のプレート。
【請求項４１】
前記接触器が、前記プレートのいずれかとは別の材料を含む、請求項３６に記載のプレート。
【請求項４２】
前記接触器が、メッシュの少なくとも一部を含む、請求項３６に記載のプレート。
【請求項４３】
当接部の線に沿って下方プレートに当接する上方プレートについて、前記当接部の線のうちの２つの間の前記上方プレートの下の断面領域が、前記２つの当接部の線の間の前記下方プレートの上の断面領域とは異なる断面形状を有し、前記領域が、前記２つの当接部の線によって形成される面の周りで非対称である、請求項３６に記載のプレート。
【請求項４４】
流体が、隣接する障害物間の領域にわたって流動性を有する、請求項１２に記載のプレート。
【請求項４５】
前記領域が、前記隣接する障害物の長さに沿ってサイズを変える、請求項４４に記載のプレート。
【請求項４６】
前記隣接する障害物によって囲まれる最も小さい領域が、窓を含む、請求項４５に記載のプレート。
【請求項４７】
流体１が、タイプ１の窓を通る流動性を有し、流体２が、タイプ２の窓を通る流動性を有する、請求項４５に記載のプレート。
【請求項４８】
セグメント内で、前記タイプ１の窓がすべて同じ形状を有すること、および前記タイプ２の窓がすべて同じ形状を有すること、のうちの少なくとも１つが真である、請求項４５に記載のプレート。
【請求項４９】
セグメント内で、前記タイプ１の窓がすべて同じサイズを有すること、および前記タイプ２の窓がすべて同じサイズを有すること、のうちの少なくとも１つが真である、請求項４６に記載のプレート。
【請求項５０】
タイプ１の窓が、タイプ２の窓と異なる形状を有する、請求項４６に記載のプレート。
【請求項５１】
前記タイプ１の窓および前記タイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、前記プレートから下方への距離と共にサイズを変える、請求項４６に記載のプレート。
【請求項５２】
前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓がサイズを増加し、前記タイプ２の窓のサイズが減少すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが減少し、前記タイプ２の窓のサイズが増加すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが増加し、前記タイプ２の窓のサイズが増加すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが減少し、前記タイプ２の窓のサイズが減少すること、およびそれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つが真である、請求項３６に記載のプレート。
【請求項５３】
前記タイプ１の窓および前記タイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、前記プレートから下方への距離と共に形状を変える、請求項４６に記載のプレート。
【請求項５４】
熱交換器における、請求項１２およびその従属請求項のいずれかに記載のＰＨＥの使用。
【請求項５５】
熱遷移ゾーンを含むプレート熱交換器を用いて熱交換する方法であって、前記熱遷移ゾーンが、
ａ．複数のセグメントを提供することであって、前記セグメントの各々に少なくとも１つのピークおよび少なくとも１つの谷によって特徴付けられる連続した波パターンをさらに提供し、前記少なくとも１つのピークのすべてが前記プレートからの突起であり、前記少なくとも１つの谷のすべてが前記プレートからのくぼみであり、熱伝達流体が、谷を通って前記複数のセグメントの上で流動性を有し、第２の熱伝達流体が、各ピークの下の前記複数のセグメントの下で流動性を有し、
前記セグメントの各々が、一方の端においては第１の終端で終了し、他方の端においては第２の終端で終了し、
前記複数のセグメントが、少なくとも１つの第１のセグメントおよび少なくとも１つの第２のセグメントを含み、前記少なくとも１つの第１のセグメントの前記第２の終端が、前記第２のセグメントの前記第１の終端と境界を共有する、複数のセグメントを提供することと、
ｂ．少なくとも１つの遷移ゾーンであって、前記少なくとも１つの遷移ゾーンの各々が、前記第２の終端、前記第１の終端、およびそれらの任意の組合せから選択される位置に置かれる、少なくとも１つの遷移ゾーンと、
ｃ．少なくとも１つの障害物をさらに含む、前記少なくとも１つの遷移ゾーンの各々と
により構成され、
前記第１の流体と前記第２の流体との間の熱伝達の特性が、前記複数のセグメント内の各セグメントの構成、前記少なくとも１つの第１のセグメントの各々と前記少なくとも１つの第２のセグメントの各々との整列、およびそれらの任意の組合せから成る群の要素の選択時に、カスタマイズ可能である、方法。
【請求項５６】
前記プレートが、主縦軸および主横軸を有し、前記主縦軸がｘ軸であり、前記主横軸がｙ軸であり、ｚ軸が、前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に垂直であり、前記ｘ軸および前記ｙ軸が、前記プレートの中心面にあり、前記中心面に平行であり、また前記プレートの最も低い谷上の最も低い点を通って延びる面が、基面である、請求項５５または請求項１に記載のプレート。
【請求項５７】
各々の前記少なくとも１つの第１のプレートおよび各々の前記少なくとも１つの第２のプレートについて、前記少なくとも１つの第１のセグメントの前記第２の終端が前記第２のセグメントの前記第１の終端と境界を共有する領域において、前記プレートの材料の中心を通過する線は、前記プレートの中間線（ＩＭＬ）である、請求項５５に記載のプレート。
【請求項５８】
前記ＩＭＬが、直線、曲線、ジグザグ形、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される形状を有し得る、請求項５５に記載のプレート。
【請求項５９】
前記ＩＭＬの向きが、前記ｘ軸に平行、前記ｙ軸に平行、前記ｚ軸に平行、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６０】
第２の前記ＩＭＬに対して第１の前記ＩＭＬの形状が、同じか、または異なるか、のいずれかである、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６１】
第２の前記ＩＭＬに対して第１の前記ＩＭＬの向きが、同じか、または異なるか、のいずれかである、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６２】
前記ＩＭＬが、垂直距離ｂｉのセットによって特徴付けられ、各ｂｉが、前記基面と前記ＩＭＬとの間の垂直距離である、請求項６１に記載のプレート。
【請求項６３】
前記第１のＩＭＬおよび任意の前記第２のＩＭＬについて、前記垂直距離ｂｉのセットが、同じか、または異なる、請求項６１に記載のプレート。
【請求項６４】
前記第１のセグメントの谷から流れる流体１が、前記第２のセグメントの単一の谷、または前記第２のセグメントの複数の谷のいずれかに流れる、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６５】
前記第１のセグメントのピークの下を流れる流体２が、前記第２のセグメントの単一のピーク、または前記第２のセグメントの複数のピークのいずれかの下である、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６６】
波距離｛ｃｎ｝のセットが、前記少なくとも１つのピークのうちの１つと前記少なくとも１つのピークのうちの隣接する１つとの間の距離のセット、または前記少なくとも１つの谷のうちの１つと前記少なくとも１つの谷のうちの隣接する１つとの間の距離のセットのいずれかであり、前記波距離｛ｃｎ｝のセットについて、すべての前記波距離ｃｎが同じであるか、または前記波距離ａ；のうちの少なくとも１つが、前記波距離ａｊのうちの少なくとも他の１つの波距離と異なるか、のいずれかである、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６７】
領域｛Ａ；｝のセットが、前記少なくとも１つのピークのうちの１つの下の面積のセット、または前記少なくとも１つの谷のうちの１つの上の面積のセットのいずれかであり、前記領域｛Ａｉ｝のセットについて、すべての前記面積Ａ；が同じであるか、または前記面積Ａｉのうちの少なくとも１つが、前記面積Ａｊのうちの少なくとも他の１つの面積と異なる、請求項５５に記載のプレート。
【請求項６８】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つにおける領域｛Ａｉ｝の少なくとも１つのセットについて、前記面積Ａｉが、前記複数のセグメントのうちの前記少なくとも１つに沿った距離と共に増加するか、または前記複数のセグメントのうちの前記少なくとも１つに沿った距離と共に減少するか、のいずれかである、請求項６７に記載のプレート。
【請求項６９】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、ピーク領域｛Ａｐｔ｝のセットが、谷領域｛Ａｖｉ｝のセットと異なる、請求項６７に記載のプレート。
【請求項７０】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、前記少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接する少なくとも１つの谷について、前記面積Ａｐｔと前記面積Ａｖｉとの関係は、前記面積Ａｐｔが増加すると前記面積Ａｖｉが減少すること、前記面積Ａｐｔが減少すると前記面積Ａｖｉが増加すること、前記面積Ａｐｔが増加すると前記面積Ａｖｉが増加すること、前記面積Ａｐｔが減少すると前記面積Ａｖｉが減少すること、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される、請求項６９に記載のプレート。
【請求項７１】
前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つについて、前記少なくとも１つのピークのうちの前記少なくとも１つおよび前記隣接するピークについて、隣接するピーク間の前記波距離ａｉが、一定のままである、請求項７０に記載のプレート。
【請求項７２】
流体１および流体２のうちの少なくとも１つについて、前記障害物のうちの少なくとも１つが、流れの方向、前記流れにおける乱流、前記流れの渦度、前記流れの速度、およびそれらの任意の組合せから成る群の要素を変える、請求項５５に記載のプレート。
【請求項７３】
前記プレートが、低いピーク、高い谷、およびそれらの任意の組合せから成る群から選択される少なくとも１つの低い波を含む、請求項５５に記載のプレート。
【請求項７４】
前記中心面から測定される、前記低いピークの高さは、前記少なくとも１つのピークの最大高さ以下である、請求項７３に記載のプレート。
【請求項７５】
前記中心面から測定される、前記高い谷の高さは、前記少なくとも１つの谷の最大高さと以下である、請求項７３に記載のプレート。
【請求項７６】
前記高い谷のうちの少なくとも１つの高さが、前記高い谷のうちの少なくとも１つにおける位置により変化する、請求項７３に記載のプレート。
【請求項７７】
前記低いピークのうちの少なくとも１つの高さが、前記低いピークのうちの少なくとも１つにおける位置により変化する、請求項７３に記載のプレート。
【請求項７８】
プレートスタックが、ｎ個のプレートを備え、ｎが、２より大きいか、またはこれに等しい整数である、請求項５５に記載のプレート。
【請求項７９】
前記ｎ個のプレートの少なくとも１つの第ｐのプレートと前記ｎ個のプレートの第ｑのプレートとの間に少なくとも１つの接触点が存在し、前記第ｑのプレートが前記第ｐのプレートに隣接している、請求項７９に記載のプレート。
【請求項８０】
流体１が、前記第ｐのプレートと前記第ｑのプレートとの間で流動性を有する、請求項７９に記載のプレート。
【請求項８１】
ｎが３より大きいか、またはこれに等しい場合、流体２は、第ｒのプレートと第ｓのプレートとの間で流動性を有し、ｒ≠ｐおよびｓ≠ｑのうちの少なくとも１つが真である、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８２】
接触器により、前記プレートスタックの第１のプレート上の前記低い波のうちの少なくとも１つが、前記低い波、前記少なくとも１つのピーク、および隣接するプレート上の前記少なくとも１つの谷から成る群の少なくとも１つの要素と接触して位置付け可能である、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８３】
前記接触器が、ピーク、谷、および障害物から成る高さの群の一部であって、前記高さの群の前記要素の隣接する部分より大きい高さの群の一部を含む、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８４】
前記接触器が、前記プレートのいずれかとは別の材料を含む、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８５】
前記接触器が、メッシュの少なくとも一部を含む、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８６】
当接部の線に沿って下方プレートに当接する上方プレートについて、前記当接部の線のうちの２つの間の前記上方プレートの下の断面領域が、前記２つの当接部の線の間の前記下方プレートの上の断面領域とは異なる断面形状を有し、前記領域が、前記２つの当接部の線によって形成される面の周りで非対称である、請求項８０に記載のプレート。
【請求項８７】
流体が、隣接する障害物間の領域にわたって流動性を有する、請求項５５に記載のプレート。
【請求項８８】
前記領域が、前記隣接する障害物の長さに沿ってサイズを変える、請求項８７に記載のプレート。
【請求項８９】
前記隣接する障害物によって囲まれる最も小さい領域が、窓を含む、請求項８８に記載のプレート。
【請求項９０】
流体１が、タイプ１の窓を通る流動性を有し、流体２が、タイプ２の窓を通る流動性を有する、請求項９０に記載のプレート。
【請求項９１】
セグメント内で、前記タイプ１の窓がすべて同じ形状を有すること、および前記タイプ２の窓がすべて同じ形状を有すること、のうちの少なくとも１つが真である、請求項９１に記載のプレート。
【請求項９２】
セグメント内で、前記タイプ１の窓がすべて同じサイズを有すること、および前記タイプ２の窓がすべて同じサイズを有すること、のうちの少なくとも１つが真である、請求項９１に記載のプレート。
【請求項９３】
タイプ１の窓が、タイプ２の窓と異なる形状を有する、請求項９３に記載のプレート。
【請求項９４】
前記タイプ１の窓および前記タイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、前記プレートから下方への距離と共にサイズを変える、請求項９３に記載のプレート。
【請求項９５】
前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが増加し、前記タイプ２の窓のサイズが減少すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが減少し、前記タイプ２の窓のサイズが増加すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが増加し、前記タイプ２の窓のサイズが増加すること、前記プレートから下方への距離と共に、前記タイプ１の窓のサイズが減少し、前記タイプ２の窓のサイズが減少すること、およびそれらの任意の組合せ、が真である、請求項９３に記載のプレート。
【請求項９６】
前記タイプ１の窓および前記タイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、前記プレートから下方への距離と共に形状を変える、請求項９３に記載のプレート。
【請求項９７】
本発明に示され、開示されるＰＨＥのうちの１つまたは複数を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１８年６月７日に出願されたＩＬ特許出願第２５９８９７号、２０１８年７月２５日に出願されたＩＬ特許出願第２６０７８５号、２０１８年９月９日に出願されたＩＬ特許出願第２６１６９０号、２０１８年１０月１１日に出願されたＩＬ特許出願第２６２３３０号、および２０１９年４月２５日に出願された米国特許出願第６２／８３８３２２号の優先権を主張し、これらの開示はすべて、本明細書において参照によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、プレート熱交換器のプレートの分野に関連している。
【背景技術】
【０００３】
熱交換器は、直接的接触なしで流体間の熱エネルギーの伝達を促進するために使用される。プレート熱交換器（ＰＨＥ：ｐｌａｔｅ  ｈｅａｔ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）は、プレートのうちの１つが第１および第２の対の両方に共通するように、プレートの第１の対を流れる第１の流体と、プレートの第２の対を流れる第２の流体との間の熱伝達を促進するような方法で一緒に積み重ねられた、一連の波型プレートから成る熱交換器である。多くのプレート熱交換器は、第１のプレートの突起が第２のプレートの対応する突起に当接して、それらのプレート間に隙間を定めるような方法で、交互の突起および溝のパターンがそれぞれ形成されたプレートを含み、この隙間を、熱伝達を促進する流体が流れる（例えば、米国特許出願第４９１５１６５号、米国特許出願第２０１６／０３４１４８４号、米国特許出願第２０１４０７６５２７号を参照）。ＩＬ特許出願第ＩＬ２５９８９７号が、参照として本明細書に組み込まれている。第１および第２の流体は、互いに対して並流または逆流のいずれかである経路に沿って流れる。
【０００４】
熱交換器の波型プレートの一部は、矢筈模様などの波状のパターンを有し、これらのパターンは、圧力低下を代償にして熱伝達能力を改善する。これらのパターンは、プレートの長さ、幅、および深さの寸法に関して、本質的に対称である。この性質のプレートが一緒に積み重ねられた場合、形成された流路の形状が同一になり、その結果、得られたすべての流れの経路が、２つの流動流体間で等しくなる。
【０００５】
ＰＨＥは、熱伝達係数を最大化し、流れ抵抗を最小限に抑えるように設計される。高い熱伝達率は、熱交換に使用される表面積の縮小を可能にし、より小さいサイズの結果として、低コストの熱交換器につながる。低い流れ抵抗は、熱交換流体を供給するポンプの必要なサイズの縮小、および必要なポンプ能力の低減をもたらし、機器および運用のコスト削減につながる。
【０００６】
そのような改善されたＰＨＥを有することは、長年にわたる切実な要求であり、そのようなＰＨＥのパラメータは、異なる物理的特性および化学的特性を有する少なくとも１つの第１の流体および少なくとも１つの第２の流体の様々なセットを含んでいる生産工程において利用されるように、目的に合わせて調整され、したがって、ＰＨＥに関連するパラメータの異なる２つ以上のセットが必要になる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、故に、ＰＨＥのためのプレートを開示する。プレートは、長さＸ（以後「主縦軸」、北向き）、幅ｙ（横軸）、および高さＺ、上向きの面（ＵＰ）および反対の面（ＤＯＷＮ）によって特徴付けられる。プレートは、突き出たピークおよびくぼんだ谷のアレイにより波形にされる。上方のピークおよび谷ならびに下方のピークおよび谷は、以後、それぞれＰ’、Ｖ’、Ｐ’’、およびＶ’’で表される。Ｐ’は、実質的に、（上方）ピーク面で表される単一の面にある。Ｖ’’は、実質的に、（下方）谷面で表される単一の面にあり、高さは、谷面から測定される。Ｐ’とＶ’との間の距離およびＰ’’とＶ’’との間の距離は、それぞれ線描深さｂ’およびｂ’’で表される。Ｐ’面Ｐ’’の間またはＶ’とＶ”との間の金属シートの厚さは、すべてｔで表される。プレートの厚さは、ｔ＋ｂ’＝ｂ＝ｔ＋ｂ”に等しい。下方のピーク、具体的には、ＬＰ’は、Ｚ軸に沿ってピークＰ’に等しいか、またはこれより低い。下方のピーク、具体的には、ＬＰ’’は、Ｚ軸に沿ってピークＰ’’に等しいか、またはこれより低い。高い谷、具体的には、ＨＶ’は、Ｚ軸に沿って谷Ｖ’に等しいか、またはこれより高い。高い谷、具体的には、ＨＶ’’は、Ｚ軸に沿って谷Ｖ’’に等しいか、またはこれより高い。プレートｎは、Ｚ軸に沿って、隣接するプレート（ｎ−１、下方プレート）および（ｎ＋１、上方プレート）と積み重ね可能であり、ｎは、整数である。
【０００８】
積み重ねられるとき、プレート（ｎ−１）のピークＰ’がプレート（ｎ）の谷Ｖ’’に当接し（これを支持し）、プレート（ｎ）のピークＰ’がプレート（ｎ＋１）の谷Ｖ’’に当接する。再び積み重ねられ、２つの隣接するプレートの間に、間隙（流路）が流体流のために提供されるとき、流路最大高さは、ｂ’＋ｂ”に等しいか、またはこれより低い。流路は、ガスケットによって、または溶接、ろう付け、３Ｄ印刷、もしくは任意の他の密閉技法によって密閉される。各流路は、プレート内の穴によって、または２つの隣接するプレートの間を密閉することのない空間を通じて提供される少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口ポートを含む。さらに再び積み重ねられるとき、流体１がプレートｎの上を、および流体２がプレートｎの下をそれぞれ流れる。流体２は、プレート（ｎ−１）の上を流れ、流体１は、プレート（ｎ＋１）および（ｎ−１）の下を流れ、熱伝達ゾーンまたは熱伝達面積は、流体１が流体２と間接的に接触しているすべてのプレート面積を含む。プレートの熱伝達面積は、セグメントＳ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）を含み、ｎは整数である。上で規定される隣接するセグメントは、共通の中間線（ＩＭＬ、境界線、障害線、ＯｂＬ）を共有する。
【０００９】
ＸＹ谷面への境界線の突出は、セグメント化線で表される。セグメント化線は、谷面内の直線、ジグザグ形、曲線、連続部、および不連続部を含む、任意の形状をとり得、セグメントのための任意の形状、サイズ、または北への配向を可能にする。セグメントの形状は、例えば、すべて任意の形状、サイズ、および北への配向にある、東西軸に実質的に平行の矩形セグメント、南西−北東軸に実質的に配向される三角形セグメントのアレイ、曲線セグメントのアレイ、およびジグザグセグメントから選択される。
【００１０】
２つの隣接するセグメント間のセグメント化面は、ＸＹプレート面に垂直の表面であり、谷面とピーク面との間にセグメント化線より上のすべての点を含む。隣接するセグメント間のＩＭＬは、セグメント化面に含まれる。
【００１１】
標準セグメントは、以下の要素、（ｉ）高い波状のゾーン（ＨＷＺ）、（ｉｉ）隣接するセグメント、またはガスケット、入口、および出口を含む隣接する非熱伝達要素、を有する１つまたは複数の境界線（ＩＭＬ）、ならびに（ｉｉｉ）ＨＷＺをＩＭＬに相互接続する１つまたは複数の伝達ゾーンまたは遷移ゾーン（ＴＺ）、から成るセグメントについて、以下に表される。
【００１２】
非標準セグメントは、要素のうちの２つ以下から成るセグメントについて、以下に表される。非標準セグメントは、低い波状のゾーン（ＬＷＺ）を含み得る。ＨＷＺは、各々の隣接するピーク−谷−ピーク（Ｐ’−Ｖ’−Ｐ’）がプレートの上の間隙を流れる流体のための流れの経路を形成し、各々の隣接する谷−ピーク−谷（Ｖ’’−Ｐ’’−Ｖ’’）がプレートの下の間隙を流れる流体のための流れの経路を形成する、交互のピーク線および谷線の高い波を含む。ピーク線および谷線は、例えば、実質的に平行であること、実質的に垂直であること、および少なくとも１つの部分が少なくとも１つの他の部分とは異なる方向に配向されることを含め、任意の既定の配向に向けられる。ピーク線は、直線、ジグザグ形、曲線、多角形、少なくとも部分的に曲がった形から成る群から選択される形状を含む、任意の形状をとり得る。
【００１３】
隣接するピークおよび谷線は、例えば、既定のピーク間波長（ａ）により均等に間隔をあけられ、および／または恣意的に間隔をあけられる。波は、北および／またはＩＭＬに対して任意の既定の配向に配向される。ＨＷＺは、隣接するプレート間の支持、および流体をＩＭＬに向かって既定の角度でセグメントに沿って誘導すること、の両方のために提供される。ＨＷＺ長さは、例えば、高い圧力降下および高い熱伝達係数を提供する、短い長さから、低い圧力降下および低い熱伝達係数を提供する、比較的より長い長さまで変動する。
【００１４】
ＩＭＬは、それに隣接する２つの遷移ゾーンと一緒に、プレートの上および／または下の流れを少なくとも部分的に妨害する障害物を形成する。ＩＭＬの面積は、２つの遷移ゾーンと一緒に、障害ゾーン（ＯｂＺ）で表される。ＩＭＬ内の流れの経路の妨害されていない断面は、窓で表される。障害物高さプラス窓高さは、線描深さｂ’＝ｂ’’に等しい。プレートの上の流れの経路（Ｐ’−Ｖ’−Ｐ’）において、障害物は、低い方の高さＶ’で始まり、ＩＭＬまで上昇し、０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂである。プレートより下の流れの経路（Ｖ’’−Ｐ’’−Ｖ’’）において、障害物は、高い方の高さＰ’’で始まり、ＩＭＬまで降下し、０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂである。ＩＭＬは、例えば、一定の高さにある直線、ジグザグ形、曲線から成る群から選択される、セグメント化面における任意の形状のものである。ＩＭＬの少なくとも一部は、垂直の傾斜度、均一に傾いた傾斜度、および不均一の傾斜度を含め、おそらくは、第２の部分と比較して異なって配向される。用語「約」は、規定された測定値の２５％より大きい、または小さい値を指す。
【００１５】
プレートは、以下から選択される構成によってさらに特徴付けられる：ＨＷＺおよびＩＭＬを相互接続する遷移ゾーン（ＴＺ）では、ピークまたは谷をＩＭＬに接続する部分は、急勾配の実質的に最大約９０度から、約４５度を含む中くらいの傾斜度、約３０度および約１５度を含む徐々に傾斜する角度までの範囲の角度で上昇する。実質的に最大約９０度の場合、遷移ゾーンの長さは、実質的に、ｔ＋丸め半径に等しく、約ｔ＝１．５ｔ＝ｂ／２である。以てこの場合、２つの隣接する遷移ゾーンは、約ｂの合計長さを有する。徐々に傾斜する角度、例えば、１５度の場合は、長さ（ＴＺ）＞＝２ｂである。セグメントＳ（ｎ）は、Ｓ（ｎ−１）および／またはＳ（ｎ＋１）と相互接続可能であり、隣接するセグメントは、互いのＩＭＬを共有し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）は、同一であるか、異なるか、のいずれかである。ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）の各々について、少なくとも１つの第１のＴＺは、少なくとも１つの第２のＴＺと同一であるか、または異なるか、のいずれかである。セグメントの各々が３つの要素（ＨＷＺ、ＩＭＬ、ＴＺ）を含むため、すべての３つの要素が同一である場合、２つのセグメントは等しく、またはその反対に、要素のうちの少なくとも１つが異なる場合、セグメントは異なる。３つ以上のセグメントのシーケンスに沿って、シーケンスの少なくとも１つの第１の部分は、少なくとも１つの第２の部分と同一であり、またはその反対に、シーケンスのすべての部分が異なるか、のいずれかであり、違いは、セグメントのシーケンスの少なくとも１つの部分が他の部分において周期的または非周期的のいずれかで繰り返すパターンを形成し得る。セグメントＳ（ｎ）のＨＷＺは、北に実質的に平行を含む、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対して任意の角度にある波を含み、隣接するセグメントＳ（ｎ＋１）のＨＷＺの波の角度は、セグメントＳ（ｎ）の角度と同一であるか、または異なるか、のいずれかである。
【００１６】
セグメントは、同一または異なる波長（ａ、ａ；）のいずれかを有する。２つの隣接するセグメントＳ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）は、Ｓ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）のＨＷＺ内の谷線の両方の終端が、互いに向かい合ってＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対する同じ水平な垂直線上にあるように相互接続される。追加的に、または代替的に、Ｓ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）のＨＷＺ内のピーク線の両方の終端は、互いに向かい合ってＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対する同じ水平な垂直線上にある。そのような場合、ＩＭＬへ向かって１つのＨＷＺ内の流れの経路から流れる流体は、障害物を通過し、流れ方向における変化あり、またはなしのいずれかで、ＩＭＬの他方の側のＨＷＺ内の対向する流れの経路内へと続く。位相シフトは、隣接するセグメント間に、隣接するセグメントのうちの一方を第２のセグメントに対して、正もしくは負、流れ方向に対して左方向もしくは右方向、０（シフトなし）より大きいか、もしくはこれに等しい絶対値、波長ａより低いか、もしくはこれに等しい、または任意の他の既定の値である、位相シフトオフセット（ＰＨ）だけシフトすることによって提供される。隣接するセグメント間の位相シフトオフセットは、同一であるか、異なるか、のいずれかである。セグメントＳ（ｎ）とセグメントＳ（ｎ＋１）との間のＰＨ〜ａ／２の位相シフトでは、セグメントＳ（ｎ）内のプレートの上を流れる流体のための流れの経路（Ｐ’Ｖ’Ｐ’）は、セグメントＳ（ｎ）の谷線Ｖ’がセグメントＳ（ｎ＋１）のピーク線Ｐ’に面する、セグメントＳ（ｎ＋１）内の最大障害物（Ｖ’Ｐ’Ｖ’）に面する。障害物Ｐ’Ｖ’Ｐ’は、左から右へ線Ｐ’（ｎ）ＭＰ’（ｎ＋１）をたどる左窓および左から右へ線Ｐ’（ｎ＋１）ＭＰ’（ｎ）をたどる右窓を伴う、左鞍点（Ｍ）および右鞍点（Ｍ）がＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）にある、高さｂ／２の２つの三角形窓を提供する。流れの経路Ｐ’（ｎ）Ｖ’（ｎ）Ｐ’（ｎ）内のプレートの上を流れる流体は、Ｓ（ｎ＋１）内で２つの流れの経路へ、１つは左および１つは右へと分かれて、例えば、マイクロ流路により、増加した混合ならびにそれぞれ左渦および右渦を提供する。各々の窓の断面領域は、流れの経路の元の断面Ｐ’（ｎ）Ｖ’（ｎ）Ｐ’（ｎ）の断面の約４分の１であり、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間の伝達ゾーンは、それらのそれぞれのＨＷＺをＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に相互接続する。セグメントＳ（ｎ）のＨＷＺは、北に実質的に平行を含む、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）に対して任意の角度にある波を含み、隣接するセグメントＳ（ｎ＋１）のＨＷＺの波の角度は、セグメントＳ（ｎ）の角度と同一であるか、または異なるか、のいずれかである。
【００１７】
ＨＷＺは、交互のピーク線および谷線の高い波の幾何形状を含み、プレートの上を流れる流体のための複数の別々の流れの経路、およびプレートの下を流れる流体のための複数の別々の流れの経路を提供する。流れ方向は、北に対する既定の角度（複数可）に沿ってＨＷＺ幾何形状によって誘導される。流れは、隣接するセグメント間の障害線（ＩＭＬ）に向かって誘導されて、到着する流体の流れ方向は任意の角度でＩＭＬに遭遇する。２つの隣接するセグメントのＨＷＺ内の流れの経路は、同一方向または異なる方向のいずれかに流れを誘導し、異なる方向の場合は、ＩＭＬを通過する際の流れ方向における変化に起因して、追加の渦度が提供される。ＨＷＺはまた、当接部の線に沿って支持を提供して、プレートスタックが圧力に耐える増加された能力、およびしたがって、より薄い金属シートの厚さ、を結果としてもたらす増加された支持を提供する。幾何形状は、流体が経路に沿ってゼロから加速する必要のない途切れのない連続したらせん流を提供することを可能にすることから、圧力降下は、流体および壁の摩擦損失に主に起因し、これにより結果として増加された熱伝達係数および減少された圧力降下を結果がもたらされる。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態において、各々の流れの経路内のＩＭＬは、プレートｘｙ面に平行である。プレートの上の流れの経路内では、伝達ゾーンは、地点Ｖ’で始まり、高さ０＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂ／２まで上昇し、プレートの下の流れの経路内では、伝達ゾーンは、地点Ｐ’’で始まり、高さｂ／２＜＝ｈ（ＩＭＬ）＜＝ｂまで降下する。共通の壁を共有する２つの隣接する流れの経路に属するＩＭＬの２つの部分（壁の上の流れのためのＰ’−Ｖ’および壁の下の流れのためのＰ’’−Ｖ’’）は、壁にあるＩＭＬの別の部分によって相互接続される。ＩＭＬの部分が１つのセグメントの流れの経路の壁にあるため、この部分もまた、ほぼ、隣接するセグメントの流れの経路の壁になければならず、故にＩＭＬの両方の側からの流れの経路の壁は、ほぼ連続的である。
【００１９】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、ＩＭＬは、一定の高さでプレートＸＹ面に実質的に平行であり、ｈ（Ｏｂ１）＋ｈ（Ｏｂ２）＝ｂ’＝ｂ’’およびｈ（ｗｉｎ１）＋ｈ（ｗｉｎ２）＝ｂ’＝ｂ’’であり、式中、ｈ（Ｏｂ１）は、プレートの上の流れを妨害する障害物の高さであり、ｈ（Ｏｂ２）は、プレートの上の流れを妨害する障害物の高さであり、ｈ（ｗｉｎ１）は、プレートの上の流れのための窓の高さであり、ｈ（ｗｉｎ２）は、プレートの下の流れのための窓の高さである。
【００２０】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、ＩＭＬは、プレートの上および下両方の流れの経路のために断面をできる限り妨害するように、中くらいのプレート高さｂ／２をできる限り超えて線描され、ＩＭＬは、以て、点が高さおよそｂ／２で流れの経路の壁にある状態で、中くらいのプレート高さｂ／２より上および下のセグメント化面内に弧を描く。
【００２１】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、ＨＷＺ構造波長（ａ）は、５ｍｍより低い。
【００２２】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、プレートの上を流れる流体のための独立した窓高さ０＜＝ｈ（ｗｉｎ１）＜＝ｂ、およびプレートの下を流れる流体のための０＜＝ｈ（ｗｉｎ２）＜＝ｂが提供される。本ソリューションは、高さｂ／２＜＝ｈ（ｗｉｎ１）＜＝ｂおよびｂ／２＜＝ｈ（ｗｉｎ２）＜＝ｂに最適である。以下のうちの少なくとも１つなどが、貫かれている。
【００２３】
第一に、３つのセグメントＳ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）の間の両方のＩＭＬは、一定の高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑおよびｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの直線であり、ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）は、プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ−１／ｎ））＝ｂ−Ｑの窓、およびプレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ２（ｎ−１／ｎ））＝Ｑの窓を提供し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）は、プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝ｂ−Ｒの窓、およびプレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの窓を提供し、プレートの上および下を流れる両方の流体が、プレートの上を流れる流体ではｍｉｎ｛ｂ−Ｑ，ｂ−Ｒ｝、およびプレートの下を流れる流体ではｍｉｎ｛Ｑ，Ｒ｝である、２つのより小さい窓によって主に影響を受ける。
【００２４】
第二に、乱流および圧力降下の量は、ＱおよびＲの値を設定することによって、下の流体および上の流体のために独立して選択可能である。
【００２５】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、２つの標準セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ＋１）との間に独立した窓高さを提供するための方法が提供される。本方法は、それらの間にＨＷＺを含まない非標準セグメントＳ（ｎ）を挿入することを可能にするのに有用であるとされる。ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）およびＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）は、一定の高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑおよびｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの直線である。非標準セグメントＳ（ｎ）は、ＩＭＬを相互接続する。ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）は、プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ−１／ｎ））＝ｂ−Ｑの窓、およびプレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ２（ｎ−１／ｎ））＝Ｑの窓を提供する。ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）は、プレートの上を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝ｂ−Ｒの窓、およびプレートの下を流れる流体のための高さｈ（ｗｉｎ１（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒの窓を提供する。プレートの上および下を流れる両方の流体は、プレートの上を流れる流体ではｍｉｎ｛ｂ−Ｑ，ｂ−Ｒ｝、およびプレートの下を流れる流体ではｍｉｎ｛Ｑ，Ｒ｝である、２つのより小さい窓によって、主に影響を受ける。言い換えると、セグメントＳ（ｎ−１）内でプレートの上を流れる流体のため、障害物は、Ｖ’で始まり、高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）））＝Ｑまで上昇し、次いで高さｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１））＝Ｒを通って下って、セグメントＳ（ｎ＋１）の谷Ｖ’において高さ０に戻るように提供される。セグメントＳ（ｎ＋２）内でプレートの下を流れる流体のため、障害物は、Ｐ’’で始まり、高さｈ（ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）））＝Ｒまで降下し、次いで高さｈ（ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））＝Ｑを通って上昇して、セグメントＳ（ｎ−１）のピークＰ’’において高さｂに戻るように提供される。
【００２６】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、２つの隣接するセグメントのＨＷＺ間の距離は、およそプレートの厚さｂと同じくらい短い。言い換えると、セグメントが含む２つのＴＺの長さの合計に等しいセグメント間の障害ゾーン幅は、およそプレートの厚さｂと同じくらい短く、そのような小さい距離ではプレート間の支持が必要とされないため、極低い波状のゾーン（ＥＬＷＺ）または極低い波状の面積（ＥＬＷＡ）が、２つのＴＺの間に挿入されることに有用であるとされる。ＥＬＷＺは、このとき標準セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ＋１）との間にある非標準セグメントＳ（ｎ）内にある。ＥＬＷＺは、ピーク面と谷面との間にある間、任意の形状、波長、方向、および振幅をとることにより波によって特徴付けられる。ＥＬＷＡ波は、ＥＬＷＺの低いピークとピーク面との間、またはＥＬＷＺの高い谷と谷面との間に、窓によっても表される、任意の垂直空間を残して、均等に間隔をあけられるか、または不規則に間隔をあけられるか、のいずれかであり、ＥＬＷＺ内の波は、方向および／もしくは振幅において同一であるか、または方向および／もしくは振幅において互いと異なるか、のいずれかであり、波が振動するｘ−ｙ中心面は、高さが一定であるか、または任意の方向において変動するか、のいずれかである。ＥＬＷＺは、任意の形状をとる、ピーク面高さｂまで上昇する突起および谷面高さ０まで降下するくぼみを含む。ＥＬＷＺ内の突起およびくぼみが、さらなる支持を提供する。ＥＬＷＺ波が、ジグザグ形態をとるＬＰ線およびＨＶ線を有するとき、そのような支持点は、線がジグザグ形である場所に見られる。２つの隣接するセグメントのＨＷＺ間の距離が、およそプレートの厚さｂと同じくらい短く、言い換えると、セグメントが含む２つのＴＺの長さの合計に等しい前記セグメント間の障害ゾーン幅が、およそプレートの厚さｂと同じくらい短く、そのような小さい距離ではプレート間の支持体が必要とされないため、極低い波状のゾーン（ＥＬＷＺ）または極低い波状の面積（ＥＬＷＡ）が前記２つのＴＺの間に挿入され得、前記ＥＬＷＺが、このとき標準セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ＋１）との間にある非標準セグメントＳ（ｎ）内にあり、前記ＥＬＷＺが、ピーク面と谷面との間にある間、任意の形状、波長、方向、および振幅をとることにより波によって特徴付けられ、ＥＬＷＡ波が、前記ＥＬＷＺの低いピークとピーク面との間、または前記ＥＬＷＺの高い谷と谷面との間に、窓によっても表される、任意の垂直空間を残して、均等に間隔をあけられるか、または不規則に間隔をあけられるか、のいずれかであり、前記ＥＬＷＺ内の波が、方向および／もしくは振幅において同一であるか、または方向および／もしくは振幅において互いと異なるか、のいずれかであり、前記波が振動するｘ−ｙ中心面は、高さが一定であるか、または任意の方向において変動するか、のいずれかであり、前記振動の中心が、前記セグメントに沿って減少または増加するとき、断面における変化が前記セグメントに沿って提供され、前記振動の中心がｚ軸に沿ってより高い領域では、前記プレートの上を流れる流体が、より大きい断面を有し、前記プレートの下を流れる流体が、より小さい断面を有し、前記振動の中心がｚ軸に沿ってより低い領域では、前記プレートの上を流れる流体が、より小さい断面を有し、前記プレートの下を流れる流体が、より大きい断面を有し、ＥＬＷＺが、任意の形状をとる、ピーク面高さｂまで上昇する突起および谷面高さ０まで降下するくぼみを含み、前記ＥＬＷＺ内の前記突起およびくぼみが、さらなる支持を提供し、ＥＬＷＺ波が、ジグザグ形態をとるＬＰ線およびＨＶ線を有するとき、そのような支持点は、前記線上に角度の１つおきの変化に見られ、１つのピーク線内のピーク点および隣接する谷線内の谷点は、谷面上に突出されるとき同じ線上にあり、およびほぼ直線が、前記ＥＬＷＺのためのさらなる支持を証明された前記ピーク支持点および隣接する谷支持点を接続し、ＥＬＷＺ振幅が、前記セグメントＳ（ｎ）に沿って同一であるか、または前記セグメントに沿って変化しているか、のいずれかである、請求項１に記載のプレート。
【００２７】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、前記ＨＷＺ内の波は、高さｂ／２のｘ−ｙ面に対して形状が非対称であり、プレートの上を流れる流体の流れの経路の断面面積Ａ１は、前記プレートの下を流れる流体の流れの経路の断面面積Ａ２とは、形状および／またはサイズが異なり、前記断面面積Ａ１およびＡ２は、形状および／もしくはサイズが同一であり得るか、またはセグメントに沿って異なる流れの経路では異なり得、３つのそのようなプレートｐ１、ｐ２、およびｐ３が、互いに積み重ねられて、ｐ２がｐ１およびｐ３に対してｚ軸の周りを１８０度回転されるとき、プレートｐ２とｐ３との間の流れの経路は、各々のそのような流れの経路が１つの前記Ａ１形状および１つの前記Ａ２形状を含むことから、プレートｐ１とｐ２との間の流れの経路に断面形状が等しく、３つのそのようなプレートｑ１、ｑ２、およびｑ３が互いに積み重ねられ、ｑ１が３つの一番下であり、ｑ３が一番上であり、ｑ２が、ｑ１およびｑ３に対してｙ軸の周りを１８０度回転され、支持が提供されるように前記３つのプレートが水平に整列されるとき、プレートｑ１とｑ２との間を流れる流体のための各々の流れの経路は、２つのＡ１形状を含み、プレートｑ２とｑ３との間を流れる流体のための各々の流れの経路は、２つのＡ２形状を含む。
【００２８】
本発明の実施形態の別のセットにおいて、前記ＨＷＺ内の波は、高さｂ／２のｘ−ｙ面に対して形状が非対称であり、プレートの上を流れる流体の第１の流れの経路（Ｐ’Ｖ’Ｐ’）の断面領域は、前記第１の流れの経路と共通の壁を共有する前記プレートの下を流れる流体の第２の流れの経路（Ｖ’’Ｐ’’Ｖ’’）の断面領域と形状および／またはサイズが異なり、前記断面領域が、形状および／もしくはサイズが同一であり得るか、またはセグメントに沿った異なる流れの経路では異なり得、３つのそのようなプレートｑ１、ｑ２、およびｑ３が互いに積み重ねられ、ｑ１が３つの一番下であり、ｑ３が一番上であり、ｑ２がｑ１およびｑ３に対してｙ軸の周りを１８０度回転され、支持が提供されるように前記３つのプレートが水平に整列されるとき、プレートｑ１の上を流れる流体のための第１の流れの経路は、ｑ２の第２の流れの経路に遭遇し、前記第１および前記第２の流れの経路の断面が、互いの鏡像であり、プレートｑ３の下を流れる流体のための第３の流れの経路は、ｑ２の第４の流れの経路に遭遇し、前記第３および前記第４の流れの経路断面が、互いの鏡像であり、隣接するセグメントは、０（シフトなし）より大きいか、もしくはこれに等しい、波長ａより小さいか、もしくはこれに等しい、または任意の他の既定の値、の絶対値のオフセットだけ位相シフトされ、セグメントＳ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間の前記オフセットは、約ａ／２に等しく、流路ｑ１およびｑ２は、プレートｑ２とｑ３との間の流路より大きい断面を有し、プレートｑ１とｑ２との間のより大きい断面を有するセグメントＳ（ｎ）の流れの経路に沿った流れは、上方プレートｑ２および下方プレートｑ１の両方において大きい窓高さおよび高い障害物によって特徴付けられる左窓および右窓を提供する、次のセグメントＳ（ｎ＋１）内のシフトされたより小さい断面形状によって部分的に妨害され、ｑ２とｑ３との間のより小さい断面を有するセグメントＳ（ｎ＋１）の流れの経路に沿った流れは、上方プレートｑ３および下方プレートｑ２の両方において小さい窓高さおよび高い障害物によって特徴付けられる左窓および右窓を提供する、セグメントＳ（ｎ）内にシフトされたより小さい断面形状によって部分的に妨害され、２つの前記セグメント間の両側でｘ−ｙ面に平行の直線ＩＭＬを有する非標準セグメントであって、各ＩＭＬが異なる高さのものである、非標準セグメントを挿入することによって、プレートｑ１とｑ２との間のより大きい断面を有する流路では、より大きい断面流路のための増加された熱伝達を結果としてもたらす。
【００２９】
次に、本発明および実施するその実装形態をより良く理解するために、複数の実施形態が、添付図面を参照しつつ、非限定的な例のみにより、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のいくつかの実施形態によるＰＨＥプレート（ＰＨＥ  ｐｌａｔｅ）の概略を例示する斜視図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるＰＨＥプレート２つの隣接するセグメントを例示する概略斜視図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるピークと谷とを例示する、セグメントを例示する概略側面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態により、流体がセグメントを流れる際にジグザグ経路を辿らなければならないように１つのセグメント内のピーク／谷の長手方向軸と、隣接するセグメント内のピーク／谷の長手方向軸との間の角度が０でないプレートのセクションを例示する概略上面図である。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント内のピークおよび谷の形状およびサイズの構成を例示する概略上面図である。
【図４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント内のピークおよび谷の形状およびサイズの構成を例示する概略上面図である。
【図４Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント内のピークおよび谷の形状およびサイズの構成を例示する概略上面図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態による各セグメントの各端部における遷移ゾーンを有するセグメント、およびセグメント内のピーク／谷と隣接するセグメント内のピーク／谷との間の位相シフトを例示する概略図である。
【図６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による遷移ゾーンにおける面取部の形状を例示する概略図である。
【図６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による遷移ゾーンにおける面取部の形状を例示する概略図である。
【図６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による遷移ゾーンにおける面取部の形状を例示する概略図である。
【図７Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間のセグメント分割線の構成を例示する概略上面図である。
【図７Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間のセグメント分割線の構成を例示する概略上面図である。
【図７Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間のセグメント分割線の構成を例示する概略上面図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間のセグメント分割線の構成を例示する概略上面図である。
【図９Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間の位相シフトを例示する概略図である。
【図９Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間の位相シフトを例示する概略図である。
【図９Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるセグメント間の位相シフトを例示する概略図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態による窓および障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略図である。
【図１１】本発明のいくつかの実施形態による窓および障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略図である。
【図１２Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、ピークとそれに関連する障害物との間の角度が変化したときの障害物のサイズおよび形状の変化を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略図である。
【図１２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、ピークとそれに関連する障害物との間の角度が変化したときの障害物のサイズおよび形状の変化を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略図である。
【図１３Ａ】セグメント間のＩＭＬの両側の遷移ゾーン、およびセグメントから遷移ゾーンを通り隣接するセグメントへ流れる流体の流れを例示する概略図である。
【図１３Ｂ】セグメント間のＩＭＬの両側の遷移ゾーン、およびセグメントから遷移ゾーンを通り隣接するセグメントへ流れる流体の流れを例示する概略図である。
【図１４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による分離プレートおよび中間プレートを備えるプレートスタックを例示する概略側面図である。
【図１４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による分離プレートおよび中間プレートを備えるプレートスタックを例示する概略側面図である。
【図１４Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による２つの流体に対するプレート間の流れの方向を示す、図１４Ｂの場合のプレートスタックを例示する概略上面図である。
【図１４Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による２つの流体に対するプレート間の流れの方向を示す、図１４Ｂの場合のプレートスタックを例示する概略上面図である。
【図１４Ｅ】本発明のいくつかの実施形態による分離プレートおよび中間プレートを備えるプレートスタックの別の実施形態を例示する概略側面図である。
【図１４Ｆ】本発明のいくつかの実施形態による２つの流体に対するプレート間の流れの方向を示す、図１４Ｂの場合のプレートスタックを例示する概略上面図である。
【図１４Ｇ】本発明のいくつかの実施形態による２つの流体に対するプレート間の流れの方向を示す、図１４Ｂの場合のプレートスタックを例示する概略上面図である。
【図１５Ａ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１５Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１５Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１５Ｅ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが単一の低いピークおよび単一の高い谷を含むセグメントを例示する概略図である。
【図１６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが単一の低いピークおよび単一の高い谷を含むセグメントを例示する概略図である。
【図１６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが単一の低いピークおよび単一の高い谷を含むセグメントを例示する概略図である。
【図１６Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による高い波状のゾーンが単一の低いピークおよび単一の高い谷を含むセグメントを例示する概略図である。
【図１７Ａ】本発明のいくつかの実施形態による低い波のみを備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１７Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による低い波のみを備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１７Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による低い波のみを備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１７Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による低い波のみを備えるセグメントを例示する概略図である。
【図１８Ａ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する標準セグメントを例示する概略図である。
【図１９Ａ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する非標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する非標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する非標準セグメントを例示する概略図である。
【図１８Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による異なる形状の中間領域によって連結された隣接する非標準セグメントを例示する概略図である。
【図２０】本発明のいくつかの実施形態による中間領域によって連結された隣接するセグメントを例示する概略図である。
【図２１】本発明のいくつかの実施形態による中間領域によって連結された隣接するセグメントを例示する概略図である。
【図２２】本発明のいくつかの実施形態による中間領域によって連結された隣接するセグメントを例示する概略図である。
【図２３】本発明のいくつかの実施形態によるプレート間の流れの乱流を例示する概略図である。
【図２４】本発明のいくつかの実施形態による中間領域によって連結された隣接する非標準セグメントを例示する概略図である。
【図２５】本発明のいくつかの実施形態による異なるサイズおよび形状の障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図２６】本発明のいくつかの実施形態による異なるサイズおよび形状の障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図２７】本発明のいくつかの実施形態による異なるサイズおよび形状の障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図２８】本発明のいくつかの実施形態による異なるサイズおよび形状の障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図２９】本発明のいくつかの実施形態による図２８に示されているプレートのピークおよび障害物の周りの流体の流れを例示する概略図である。
【図３０】本発明のいくつかの実施形態による異なる障害物を示す、中間線で交わるセグメントを例示する概略拡大斜視図である。
【図３１】本発明のいくつかの実施形態による、セグメントが互いに関して位相シフトされる、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図３２Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、遷移ゾーンが中間の波状の領域を含む、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図３２Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、遷移ゾーンがジグザグの中間の波状の領域を含む、中間線で交わるセグメントを例示する概略斜視図である。
【図３２Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるサポート突起を備える低い波状の領域の概略斜視図である。
【図３２Ｄ】本発明のいくつかの実施形態によるサポート突起を備える低い波状の領域の概略斜視図である。
【図３２Ｅ】本発明のいくつかの実施形態によるサポート突起を備える低い波状の領域の概略斜視図である。
【図３２Ｆ】本発明のいくつかの実施形態によるサポート突起を備える低い波状の領域の概略斜視図である。
【図３３】本発明のいくつかの実施形態によるサポート突起を備える低い波状の領域の概略斜視図である。
【図３４】本発明のいくつかの実施形態による、位相シフトのない一実施形態を例示する概略図である。
【図３５】本発明のいくつかの実施形態による、ＴＺおよび中間線によっていくつかのセグメントが分離されているプレートのセクションを例示する概略図である。
【図３６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３６Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３６Ｅ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３６Ｆ】本発明のいくつかの実施形態による、領域をサポートする図である。
【図３７】本発明のいくつかの実施形態による、特に低い波状の領域内のサポートする点を例示する概略図である。
【図３８】本発明のいくつかの実施形態による、セグメントが４つあるプレートを例示する図である。
【図３９】本発明のいくつかの実施形態による、波状の領域内のピークと谷との隣接する列が互いに関して角度を付けられている、５つのセグメントのセクションを例示する概略図である。
【図４０】本発明のいくつかの実施形態による、波状の領域内のピークと谷との隣接する列が互いに関して角度を付けられている、５つのセグメントのセクションを例示する概略図である。
【図４１】本発明のいくつかの実施形態による、複数の当接部を有する間接＆発散接続（ｉｎｄｉｒｅｃｔ  ＆  ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を例示する概略図である。
【図４２】本発明のいくつかの実施形態による、複数の当接部を有する間接＆発散接続（ｉｎｄｉｒｅｃｔ  ＆  ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を例示する概略図である。
【図４３−５５】本発明の他の様々な実施形態を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の説明は、当業者が本発明を利用できるようにするために、本発明のすべての章に沿って提供され、発明者によって企図された本発明の実行の最良の形態を示す。しかし、以下の本発明において示され、開示されているように、改善された熱交換能力および熱交換率の調整可能なＰＨＥを生成するための手段および方法を提供するように、本発明の一般的原理が具体的に定義されているため、様々な変更が、それらの当業者にとって明らかなままであろう。
【００３２】
「プレートの厚さ」または「プレートの深さ」という用語は、以下では、圧力をかけられたプレート内の最高のピーク面の上面と、圧力をかけられたプレート内の最低の谷面の下面との間の垂直距離のことを指す。
【００３３】
「プレートの主面」という用語は、以下では、プレートのほぼ中心でのプレートの平面のことを指し、各ピークはプレートの主面から上昇し、各谷はプレートの主面から下降している。
【００３４】
プレートの座標系は、本明細書において使用されるとき、プレートの主縦軸と平行な、プレートの主面内のｘ軸、プレートの主縦軸と直角な（プレートの横軸と平行な）、プレートの主面内のｙ軸、およびプレートの主面と直角なｚ軸を含む。
【００３５】
「金属の厚さ」という用語は、以下では、プレートの金属の厚さのことを指す。
【００３６】
「ピーク」という用語は、以下では、プレートが元の向きにあるときに、上方（＋ｚ方向）に伸びるプレートの偏位のことを指す。プレートが主縦軸のまわりを１８０°回転した場合、ピークはピークのままである（ただし、下方の偏位になっている）。
【００３７】
「谷」という用語は、以下では、プレートが元の向きにあるときに、下方（−ｚ方向）に伸びるプレートの偏位のことを指す。プレートが主縦軸のまわりを１８０°回転した場合、谷は谷のままである（ただし、上方の偏位になっている）。
【００３８】
「突起」という用語は、以下では、プレートの向きと無関係な、プレートの上方（＋ｚ方向）の偏位のことを指す。プレートが元の向きにある場合、ピークが突起であり、プレートが主縦軸のまわりを１８０°回転した場合、谷が突起を形成する。
【００３９】
「くぼみ」という用語は、以下では、プレートの向きと無関係な、プレートの下方（−ｚ方向）の偏位のことを指す。プレートが主縦軸のまわりを１８０°回転した場合、ピークがくぼみであり、プレートが元の向きにある場合、谷がくぼみである。
【００４０】
「高い波状のサポートゾーン」という用語は、以下では、プレートの厚さに等しい深さを有するピークおよび谷を含んでいるゾーンのことを指す。
【００４１】
「低い波状のゾーン」という用語は、以下では、プレートの厚さよりも小さい深さを有するピークおよび谷を含んでいるゾーンのことを指す。
【００４２】
「プレートの熱遷移ゾーン」という用語は、以下では、プレートの一部のことを指し、この部分では、プレートの上に流れている１つの流体が、プレートを介して、プレートの下に流れている第２の流体と間接的に熱接触し、プレート間の熱伝達の大部分が発生する。
【００４３】
「ピーク面」という用語は、以下では、プレートの主面と平行な、プレートの主面の上（プレートの主面から正のｚ距離）にある、最高のピークの平面のことを指す。
【００４４】
「谷面」という用語は、以下では、プレートの主面と平行な、プレートの主面の下（プレートの主面から負のｚ距離）にある、最低の谷の平面のことを指す。
【００４５】
「流路」という用語は、以下では、流体が流れることができる２つのプレート間の空間全体のことを指す。
【００４６】
「流れの経路」という用語は、以下では、２つのピークおよび２つの谷によって境界を示されたセグメント内の２つのプレート間の体積のことを指す。各セグメントは、通常、流体が流れるプレートの上の複数の流路、および第２の流体が流れるプレートの下の第２の複数の流れの経路を含み、これら２つの流体は、混ざることが全くできない。
【００４７】
「セグメント」という用語は、以下では、ピークおよび谷の実質的に一定のパターンを含んでいるプレートの一部のことを指す。
【００４８】
「遷移ゾーン」という用語は、以下では、１つのセグメントのピークおよび谷と、隣接するセグメントのピークおよび谷との間で遷移するパターンの少なくとも一部を含んでいるセグメントの端部のことを指す。セグメントは、遷移ゾーンを含まないか、あるいは１つまたは２つの遷移ゾーンを含むことができる。
【００４９】
「境界線」、「中間線」、および「障害線」という用語は、以下では、２つのセグメント間の境界を形成する線のことを指す。中間線は、プレートの材料を通過する。谷面への境界線の投影は、「セグメント化線」を形成する。境界線が直線である必要はない。
【００５０】
「セグメント化面」という用語は、以下では、高いピーク面と低い谷面の間の、ＩＭＬの上および下の垂直（ｚ）方向の金属の領域から成る表面のことを指す。
【００５１】
「障害ゾーン」という用語は、以下では、共通の境界線で接触する２つの隣接する遷移ゾーンを含んでいるゾーンのことを指す。
【００５２】
プレート熱交換器は、波型フロープレートを備え、プレートを波形にするために、深さ方向の波が使用される。これらの波は、深さ、基本波の形状（正弦波、Ｖ字形、正方形など）、湾曲の形状、傾斜角度、波長、形状の不規則性、または波の形状内に追加された混成の特徴において、変化することができる。加えて、波型プレートは、第２のプレートの第２の面が、第１のプレートの第２の面に隣接するように、積み重ね内のすべての第２のプレートが反転する（すなわち、他のプレートの向きと反対の向きになる）ような方法で、積み重ねられ得る。
【００５３】
プレートの熱伝達ゾーンは、プレートの一部であり、この部分では、プレートの上に流れている１つの流体が、プレートを介して、プレートの下に流れている第２の流体と間接的に熱接触する。熱遷移ゾーン内のプレートの両側の表面積は、プレートの熱伝達の表面積である。プレートの熱伝達ゾーンは、セグメントに分割される。これらのセグメントは、１つの均一な反復的形態であることができ、または複数の形態を備えることができる。複数の形態のすべてが同じであることができ、または少なくとも２つの形態が、互いに異なることができる。各形態は、プレートの縦軸に対して任意の角度で整列され得る。複数の形態が組み合わせられて、プレートの波形パターンを作り出す。セグメントは、標準タイプまたは非標準タイプのいずれかであってよい。特に言及しない限り、セグメントは標準タイプである。
【００５４】
したがって、プレート熱交換器のプレートを開示することは、本発明の目的である。一例として、非限定的な方法で、本明細書では、様々な可能な実施形態が以下で説明される。明確にするために、上記の「発明の概要」に保持されている定義は、本発明の一般的技術に関連しており、下で示されている目的は、そのような一般的技術の例である。したがって、本明細書に記載されているように、プレートは、熱遷移ゾーン（ＨＴＺ：ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｚｏｎｅ）を備える。ＨＴＺは、複数のセグメントを使用して構成される。セグメントの各々は、少なくとも１つのピークおよび少なくとも１つの谷によって特徴付けられた連続的波パターンを有しており、少なくとも１つのピークのすべてがプレートからの突起であり、少なくとも１つの谷のすべてがプレートからのくぼみである。１つの熱伝達流体が、谷を通る複数のセグメントの上で流動性を有し、第２の熱伝達流体が、各ピークの下の複数のセグメントの下で流動性を有する。セグメントの各々は、第１の終端部での一端で終わり、第２の終端部での反対端で終わる。複数のセグメントが、少なくとも１つの第１のセグメントおよび少なくとも１つの第２のセグメントを含み、少なくとも１つの第１のセグメントの第２の終端部が、第２のセグメントの第１の終端部と境界を共有する。少なくとも１つの遷移ゾーンで、少なくとも１つの遷移ゾーンの各々が、第２の終端部、第１の終端部、およびこれらの任意の組合せから選択された位置にある。少なくとも１つの遷移ゾーンの各々は、少なくとも１つの障害物をさらに含む。第１の流体と第２の流体の間の熱伝達の特性は、複数のセグメントのうちの各セグメントの構成、少なくとも１つの第２のセグメントの各々との、少なくとも１つの第１のセグメントの各々の整列、およびこれらの任意の組合せから成る群の要素の選択時にカスタマイズされ得る。
【００５５】
上で定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートが主縦軸および主横軸を有し、主縦軸がｘ軸であり、主横軸がｙ軸であり、ｚ軸がｘ軸およびｙ軸の両方と直角であり、ｘ軸およびｙ軸がプレートの中心面にあり、中心面と平行な、プレートの最低の谷上の最低点を通って広がる平面が、基準面である。
【００５６】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、少なくとも１つの第１のプレートごと、および少なくとも１つの第２のプレートごとに、少なくとも１つの第１のセグメントの第２の終端部が第２のセグメントの第１の終端部と境界を共有する領域内で、プレートの材料の中心を通過する線が、プレートの中間線（ＩＭＬ：ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｌｉｎｅ）である。
【００５７】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬは、直線、曲線、ジグザグ形、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択された形状を有することができる。
【００５８】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬの向きは、ｘ軸と平行、ｙ軸と平行、ｚ軸と平行、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択される。
【００５９】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のＩＭＬの形状は、第２のＩＭＬに対して、同じであるか、または異なるかのいずれかである。
【００６０】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のＩＭＬの向きは、第２のＩＭＬに対して、同じであるか、または異なるかのいずれかである。
【００６１】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬは、垂直距離ｂｉのセットによって特徴付けられ、各ｂｉは基準面とＩＭＬの間の垂直距離である。
【００６２】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、任意の第１のＩＭＬおよび任意の第２のＩＭＬに関して、垂直距離ｂｉのセットは同じであるか、または異なる。
【００６３】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のセグメントの谷から流れる流体１は、第２のセグメントの単一の谷または第２のセグメントの複数の谷のいずれかに流れ込む。
【００６４】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体２は、第２のセグメントの単一のピークまたは第２のセグメントの複数のピークのいずれかの下で、第１のセグメントのピークの下に流れる。
【００６５】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、波距離のセット｛ｃｎ｝は、少なくとも１つのピークのうちの１つと少なくとも１つのピークのうちの隣接する１つとの間の距離のセット、または少なくとも１つの谷のうちの１つと少なくとも１つの谷のうちの隣接する１つとの間の距離のセットのいずれかであり、波距離のセット｛ｃｎ｝に関して、すべての波距離ａ；が同じであるか、または波距離ｃｎのうちの少なくとも１つが、波距離ａｊのうちの少なくとも１つの他の波距離と異なるかのいずれかである。
【００６６】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、面積のセット｛Ａｉ｝は、少なくとも１つのピークのうちの１つの下の面積のセット、または少なくとも１つの谷のうちの１つの上の面積のセットのいずれかであり、面積のセット｛Ａｉ｝に関して、すべての面積Ａｉが同じであるか、または面積Ａｉのうちの少なくとも１つが、面積Ａｊのうちの少なくとも１つの他の面積と異なるかのいずれかである。
【００６７】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つでの面積の少なくとも１つのセット｛Ａｉ｝に関して、面積Ａｉは、複数のセグメントのうちの少なくとも１つに沿った距離と共に増加するか、または複数のセグメントのうちの少なくとも１つに沿った距離と共に減少するかのいずれかである。
【００６８】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つに関して、ピークの面積のセット｛Ａｐｉ｝は、谷の面積のセット｛Ａｖｉ｝と異なる。
【００６９】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つの、少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接する少なくとも１つの谷に関して、面積Ａｐｉと面積Ａｖｉの間の関係は、面積Ａｐｉが増加するにつれて面積Ａｖｉが減少する、面積Ａｐｉが減少するにつれて面積Ａｖｉが増加する、面積Ａｐｉが増加するにつれて面積Ａｖｉが増加する、面積Ａｐｉが減少するにつれて面積Ａｖｉが減少する、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択される。
【００７０】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つの、少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接するピークに関して、隣接するピーク間の波距離ａｉは一定のままである。
【００７１】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１および流体２のうちの少なくとも１つに関して、障害物のうちの少なくとも１つが、流れの方向、流れにおける乱流、流れの渦度、流れの速度、およびこれらの任意の組合せから成る群の要素を変更する。
【００７２】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートは、低いピーク、高い谷、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択された少なくとも１つの低い波を備える。
【００７３】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、中心面から測定された低いピークの高さは、少なくとも１つのピークの最大の高さ以下である。
【００７４】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、中心面から測定された高い谷の高さは、少なくとも１つの谷の最大の高さ以下である。
【００７５】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、高い谷のうちの少なくとも１つの高さが、高い谷のうちの少なくとも１つの上の位置と共に変化する。
【００７６】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、低いピークのうちの少なくとも１つの高さが、低いピークのうちの少なくとも１つの上の位置と共に変化する。
【００７７】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートの積み重ねがｎ個のプレートを含み、ｎは２以上の整数である。
【００７８】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ｎ個のプレートのうちの少なくとも１つの第ｐのプレートと、ｎ個のプレートのうちの第ｑのプレートとの間に少なくとも１つの接点が存在し、第ｑのプレートが第ｐのプレートに隣接している。
【００７９】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１が、第ｐのプレートと第ｑのプレートの間で流動性を有する。
【００８０】
一例として、ｎが３以上である場合、流体２が第ｒのプレートと第ｓのプレートの間で流動性を有し、ｒ≠ｐおよびｓ≠ｑのうちの少なくとも１つが真である。
【００８１】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器を介して、プレートの積み重ねの第１のプレート上の低い波のうちの少なくとも１つが、隣接するプレート上の低い波、少なくとも１つのピーク、および少なくとも１つの谷から成る群の少なくとも１つの要素と接触して配置可能である。
【００８２】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器は、高さの群の要素の隣接する部分より大きい高さを有するピーク、谷、および障害物から成る高さの群の一部を備える。接触器は、プレートのいずれからも分離している材料を備える。
【００８３】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器がメッシュの少なくとも一部を備える。
【００８４】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、当接部の線に沿って下側プレートに当接する上側プレートに関して、当接部の線のうちの２つの間の上側プレートの下の断面領域が、当接部の２つの線の間の下側プレートの上の断面領域と異なる断面形状を有しており、この領域は、当接部の２つの線によって形成される平面に関して非対称である。
【００８５】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体は、隣接する障害物間の領域にわたって流動性を有する。
【００８６】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、この領域は、隣接する障害物の長さに沿ってサイズを変える。
【００８７】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、隣接する障害物によって境界を示された最小の領域は、窓を含む。
【００８８】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１がタイプ１の窓を通る流動性を有し、流体２がタイプ２の窓を通る流動性を有する。
【００８９】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、セグメント内で、タイプ１の窓がすべて同じ形状を有するということ、およびタイプ２の窓がすべて同じ形状を有するということのうちの少なくとも１つが真である。
【００９０】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、セグメント内で、タイプ１の窓がすべて同じサイズを有するということ、およびタイプ２の窓がすべて同じサイズを有するということのうちの少なくとも１つが真である。
【００９１】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓がタイプ２の窓と異なる形状を有する。
【００９２】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓およびタイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、プレートから下方への距離と共にサイズを変える。
【００９３】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが増加し、タイプ２の窓のサイズが減少すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが減少し、タイプ２の窓のサイズが増加すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが増加し、タイプ２の窓のサイズが増加すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが減少し、タイプ２の窓のサイズが減少すること、およびこれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つが真である。
【００９４】
上記のいずれかにおいて定義されたプレートの別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓およびタイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、プレートから下方への距離と共に形状を変える。
【００９５】
熱交換器での、上記のいずれかにおいて定義されたＰＨＥの使用を開示することは、本発明の別の目的である。さらに、上記のいずれかにおいて定義されたプレートを備えている熱交換器を開示することは、本発明の別の目的である。
【００９６】
別の実施形態、すなわち、熱遷移ゾーンを備えているプレート熱交換器を用いる熱交換器の方法を開示することは、本発明の別の目的である。この方法は、複数のセグメントを提供するステップと、少なくとも１つのピークおよび少なくとも１つの谷によって特徴付けられた連続的波パターンを含むセグメントの各々をさらに提供することであって、少なくとも１つのピークのすべてがプレートからの突起であり、少なくとも１つの谷のすべてがプレートからのくぼみであり、１つの熱伝達流体が、谷を通る複数のセグメントの上で流動性を有し、第２の熱伝達流体が、各ピークの下の複数のセグメントの下で流動性を有する、ステップと、第１の終端部での一端で終わり、第２の終端部での反対端で終わるセグメントの各々を構成するステップと、少なくとも１つの第１のセグメントおよび少なくとも１つの第２のセグメントを含むように複数のセグメントをさらに構成することであって、少なくとも１つの第１のセグメントの第２の終端部が第２のセグメントの第１の終端部と境界を共有する、ステップとを含む。少なくとも１つの遷移ゾーンを提供し、少なくとも１つの遷移ゾーンの各々が、第２の終端部、第１の終端部、およびこれらの任意の組合せから選択された位置にある。少なくとも１つの障害物をさらに含んでいる少なくとも１つの遷移ゾーンの各々を提供する。第１の流体と第２の流体の間の熱伝達は、複数のセグメントのうちの各セグメントの構成、少なくとも１つの第２のセグメントの各々との、少なくとも１つの第１のセグメントの各々の整列、およびこれらの任意の組合せから成る群の要素の選択時にカスタマイズされ得る。
【００９７】
上で定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、方法は、主縦軸および主横軸を含むプレートを提供するステップをさらに含み、主縦軸がｘ軸であり、主横軸がｙ軸であり、ｚ軸がｘ軸およびｙ軸の両方と直角であり、ｘ軸およびｙ軸がプレートの中心面にあり、中心面と平行な、プレートの最低の谷上の最低点を通って広がる平面が、基準面である。
【００９８】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、方法は、少なくとも１つの第１のプレートごと、および少なくとも１つの第２のプレートごとに、少なくとも１つの第１のセグメントの第２の終端部が第２のセグメントの第１の終端部と境界を共有する領域内で、プレートの材料の中心を通過する線がプレートの中間線（ＩＭＬ）になることをもたらすステップをさらに含む。
【００９９】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬは、直線、曲線、ジグザグ形、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択された形状を有する。
【０１００】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬの向きは、ｘ軸と平行、ｙ軸と平行、ｚ軸と平行、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択される。
【０１０１】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のＩＭＬの形状は、第２のＩＭＬに対して、同じであるか、または異なるかのいずれかである。
【０１０２】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のＩＭＬの向きは、第２のＩＭＬに対して、同じであるか、または異なるかのいずれかである。
【０１０３】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ＩＭＬは、垂直距離ｂｉのセットによって特徴付けられ、各ｂｉは基準面とＩＭＬの間の垂直距離である。
【０１０４】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、任意の第１のＩＭＬおよび任意の第２のＩＭＬに関して、垂直距離ｂｉのセットは同じであるか、または異なる。
【０１０５】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、第１のセグメントの谷から流れる流体１は、第２のセグメントの単一の谷または第２のセグメントの複数の谷のいずれかに流れ込む。
【０１０６】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体２は、第２のセグメントの単一のピークまたは第２のセグメントの複数のピークのいずれかの下で、第１のセグメントのピークの下に流れる。
【０１０７】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、波距離のセット｛ｍ｝は、少なくとも１つのピークのうちの１つと少なくとも１つのピークのうちの隣接する１つとの間の距離のセット、または少なくとも１つの谷のうちの１つと少なくとも１つの谷のうちの隣接する１つとの間の距離のセットのいずれかであり、波距離のセット｛ｃｎ｝に関して、すべての波距離ａ；が同じであるか、または波距離ａ；のうちの少なくとも１つが、波距離ａｊのうちの少なくとも１つの他の波距離と異なるかのいずれかである。
【０１０８】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、面積のセット｛Ａ；｝は、少なくとも１つのピークのうちの１つの下の面積のセット、または少なくとも１つの谷のうちの１つの上の面積のセットのいずれかであり、面積のセット｛Ａ，｝に関して、すべての面積Ａｉが同じであるか、または面積Ａｉのうちの少なくとも１つが、面積Ａｊのうちの少なくとも１つの他の面積と異なるかのいずれかである。
【０１０９】
この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つでの面積の少なくとも１つのセット｛Ａｉ｝に関して、面積Ａｉは、複数のセグメントのうちの少なくとも１つに沿った距離と共に増加するか、または複数のセグメントのうちの少なくとも１つに沿った距離と共に減少するかのいずれかである。複数のセグメントのうちの少なくとも１つに関して、ピークの面積のセット｛Ａｐｉ｝は、谷の面積のセット｛Ａｖｉ｝と異なる。
【０１１０】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つの、少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接する少なくとも１つの谷に関して、面積Ａｐｉと面積Ａｖｉの間の関係は、面積Ａｐｉが増加するにつれて面積Ａｖｉが減少する、面積Ａｐｉが減少するにつれて面積Ａｖｉが増加する、面積Ａｐｉが増加するにつれて面積Ａｖｉが増加する、面積Ａｐｉが減少するにつれて面積Ａｖｉが減少する、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択される。
【０１１１】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、複数のセグメントのうちの少なくとも１つの、少なくとも１つのピークのうちの少なくとも１つおよび隣接するピークに関して、隣接するピーク間の波距離ａｉは一定のままである。
【０１１２】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１および流体２のうちの少なくとも１つに関して、障害物のうちの少なくとも１つが、流れの方向、流れにおける乱流、流れの渦度、流れの速度、およびこれらの任意の組合せから成る群の要素を変更する。
【０１１３】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートは、低いピーク、高い谷、およびこれらの任意の組合せから成る群から選択された少なくとも１つの低い波を備える。
【０１１４】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、中心面から測定された低いピークの高さは、少なくとも１つのピークの最大の高さ以下である。
【０１１５】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、中心面から測定された高い谷の高さは、少なくとも１つの谷の最大の高さ以下である。
【０１１６】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、高い谷のうちの少なくとも１つの高さが、高い谷のうちの少なくとも１つの上の位置と共に変化する。
【０１１７】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、低いピークのうちの少なくとも１つの高さが、低いピークのうちの少なくとも１つの上の位置と共に変化する。
【０１１８】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートの積み重ねがｎ個のプレートを含み、ｎは２以上の整数である。
【０１１９】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ｎ個のプレートのうちの少なくとも１つの第ｐのプレートと、ｎ個のプレートのうちの第ｑのプレートとの間に少なくとも１つの接点が存在し、第ｑのプレートが第ｐのプレートに隣接している。
【０１２０】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１が、第ｐのプレートと第ｑのプレートの間で流動性を有する。
【０１２１】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、ｎが３以上である場合、流体２が第ｒのプレートと第ｓのプレートの間で流動性を有し、ｒ≠ｐおよびｓ≠ｑのうちの少なくとも１つが真である。
【０１２２】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器を介して、プレートの積み重ねの第１のプレート上の低い波のうちの少なくとも１つが、隣接するプレート上の低い波、少なくとも１つのピーク、および少なくとも１つの谷から成る群の少なくとも１つの要素と接触して配置可能である。
【０１２３】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器は、高さの群の要素の隣接する部分より大きい高さを有するピーク、谷、および障害物から成る高さの群の一部を備える。
【０１２４】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器は、プレートのいずれからも分離している材料を備える。
【０１２５】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、接触器がメッシュの少なくとも一部を備える。
【０１２６】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、当接部の線に沿って下側プレートに当接する上側プレートに関して、当接部の線のうちの２つの間の上側プレートの下の断面領域が、当接部の２つの線の間の下側プレートの上の断面領域と異なる断面形状を有しており、この領域は、当接部の２つの線によって形成される平面に関して非対称である。
【０１２７】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体は、隣接する障害物間の領域にわたって流動性を有する。
【０１２８】
上記のいずれかにおいて定義された方法を開示することは、本発明の別の目的であり、この方法において、この領域は、隣接する障害物の長さに沿ってサイズを変える。
【０１２９】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、本明細書では、隣接する障害物によって境界を示された最小の領域は、窓を含む。
【０１３０】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、流体１がタイプ１の窓を通る流動性を有し、流体２がタイプ２の窓を通る流動性を有する。
【０１３１】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、セグメント内で、タイプ１の窓がすべて同じ形状を有するということ、およびタイプ２の窓がすべて同じ形状を有するということのうちの少なくとも１つが真である。
【０１３２】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、セグメント内で、タイプ１の窓がすべて同じサイズを有するということ、およびタイプ２の窓がすべて同じサイズを有するということのうちの少なくとも１つが真である。
【０１３３】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓がタイプ２の窓と異なる形状を有する。
【０１３４】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓およびタイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、プレートから下方への距離と共にサイズを変える。
【０１３５】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが増加し、タイプ２の窓のサイズが減少すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが減少し、タイプ２の窓のサイズが増加すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが増加し、タイプ２の窓のサイズが増加すること、プレートから下方への距離と共にタイプ１の窓のサイズが減少し、タイプ２の窓のサイズが減少すること、およびこれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つが真である。
【０１３６】
上記のいずれかにおいて定義された方法の別の実施形態を開示することは、本発明の別の目的であり、この実施形態において、タイプ１の窓およびタイプ２の窓から成る群のうちの少なくとも１つが、プレートから下方への距離と共に形状を変える。
【０１３７】
さらに一例として、上記の「発明の概要」の役割に含まれることとして、ＰＨＥのプレートが波形形状によって特徴付けられるということが、引き続き本発明の範囲内にある。第１のセグメントの溝は、第２のセグメントの対応する溝に対して横方向にずれている。複数のセグメントは、第１のセグメントから出て、縦方向の旋回流によって特徴付けられる経路を進む流れを引き起こす、互い違いの編成で配置される。追加的または代替的に、障害物は、流出する流体が第２のセグメント内にそれぞれ含まれている２つの異なる不連続な溝に向けられた２つの経路に偏向されること、および第１のセグメントの異なる溝から出る流体と混ざることを引き起こすように、構成される。第１のセグメントの溝は、第２のセグメントの対応する溝と横方向に整列される。追加的または代替的に、障害物は、流出する流体が、第２のセグメントの横方向に整列された溝へ流れる前に、中間領域で角度の配置を変えることを引き起こすように、異なる角度の配置の２つ以上の表面を使用して構成される。追加的または代替的に、遷移ゾーンは、流出する流体の少なくとも一部が望ましい溝へ流れるように強制される、通路に関連付けられた制限された経路に沿って、２つの横方向に隣接する障害物の間に形成された通路をさらに含む。追加的または代替的に、通路は、対応する溝の谷面から間隔をあけられる。追加的または代替的に、熱遷移ゾーンの１つまたは複数のセグメントは、非対称の波パターンを使用して構成される。追加的または代替的に、非対称の波パターンは、プレートの第１の面でアクセスできる横方向に隣接する不連続な溝の第１のセット、およびプレートの第２の面でアクセスできる、第１のセットの各溝と異なる形状を有する横方向に隣接する不連続な溝の第２のセットを含む。追加的または代替的に、第１のセグメントの少なくとも１つの溝は、第２のセグメントの少なくとも１つの溝から角度を付けて間隔をあけられる。追加的または代替的に、熱遷移ゾーンは、ジグザグパターンで構成される。追加的または代替的に、プレートは積み重ねて配置される。追加的または代替的に、異なるプレートのグループは、グループの各流路を通る異なる熱伝達流体の流れを促進するように構成された、複数の分離した個別の流れのグループと、共通の流れのグループの複数の連続する流路を通る空気の流れを促進するようにそれぞれ構成された、１つまたは複数の分離した共通の流れのグループとを含む。追加的または代替的に、熱交換器の構成は、第１および第２のプレート間に定められた第１の流路にわたって流れる第１の流体に関して、ならびに第１の流体と熱交換器の関係になるように、第２および第３のプレート間に定められた第２の流路にわたって流れる第２の流体に関して、カスタマイズされる。追加的または代替的に、少なくとも第１、第２、および第３のプレートの各溝の２つの横方向に隣接するピークは、溝間の当接領域の各セットで、隣接するプレートの２つのバンクを含む４つのバンクによって区切られた隙間を提供するように、プレート熱交換器の隣接するプレートの対応するピークと当接する関係で配置可能であり、この隙間を通って、第１または第２の流体が、流路のうちの１つにわたって流動性を有する。追加的または代替的に、第２のプレートは、第２のプレートの第２の面が第１のプレートの第２の面に隣接し、第２のプレートの第１の面が第３のプレートの第１の面に隣接するように、第１および第３のプレートの向きと反対の向きになる。追加的または代替的に、第１のプレートの溝および第２のプレートの溝によって区切られた複数の第１の隙間の各々は、第１および第３のプレートの向きと反対の第２のプレートの向きのために、第２のプレートの溝および第３のプレートの溝によって区切られた複数の第２の隙間の各々と異なる水力直径を有する。追加的または代替的に、少なくとも第１、第２、および第３のプレートの各障害物は、障害物間の当接領域で、隣接するプレートの障害物のうちの１つと当接する関係にあり、対応する隙間に投影されて窓を定め、この窓に沿って、対応する隙間に投影された空間によって、流出する流体が流動性を有し、対応する隙間は、投影された障害物間の当接領域と、隣接する溝間の当接領域との間の投影された障害物によって占有されない。追加的または代替的に、第１の流路の対応する隙間によって定められた窓のサイズまたは形状は、第２の流路の対応する隙間によって定められた窓のサイズまたは形状と異なり、第１の流体の特性に従ってカスタマイズされる。追加的または代替的に、第１の流路に関する、対応する隙間の投影された面積に対する窓の面積の比率は、第２の流路に関する比率と異なる。
【０１３８】
図１は、波形プレート（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  ｐｌａｔｅ）（１）を例示する概略図である。この図において上面斜視図で提示されているプレート（１）には、多数のセグメント（Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋２））を含む単一の波形パターンがある。セグメントは、熱遷移ゾーンの一方の端部から番号を振られている（図１のプレートの南端のＳ（１）、Ｓ（２）、Ｓ（３））。波のピーク線は太い実線で表され、谷は太い破線で表されている。プレートは、４つのインレット／アウトレットポートを有し、４つのコーナーの各々に１つずつある。プレートの縦方向の中心線（４）および横方向の中心線（５）が図示されており、これらの中心線は縦方向と横方向の寸法を二分している。縦方向の中心線と横方向の中心線の交点がプレートの中心点である。プレートの主面は、ピーク面および谷面、さらにはプレートの長さ方向（ｘ，３）および幅方向（ｙ，２）の軸によって形成される平面に実質的に平行であり、その原点はプレート上の任意の点に置かれるものとしてよい。ｚ軸（６）は、ｘ−ｙ平面に垂直であり、波形プレート上の様々な特徴の深さを表す。
【０１３９】
図１は、プレートの配向に関する追加の参照の概略を例示している。長手方向の中心線は、南北方向を規定する。図示されている実施形態において、プレートの上を流れる流れ回路に対するポート（７）は、プレートのＮＥ＆ＳＥコーナーに置かれ、プレートの下を流れる流れ回路に割り当てられたポートは、プレートのＮＷ＆ＳＷコーナーに置かれる。この方向の割り当ては、今後の説明を簡単にすることだけのために任意に選択されている。
【０１４０】
図２Ａ〜図２Ｂは、熱交換器プレートの一実施形態の２つのセグメントの概略を例示している。図２Ａは、セグメントを例示する概略透視図であり、図２Ｂは、セグメントの高い波状のゾーンを例示する概略断面図である。
【０１４１】
本発明における各標準セグメントの波形の幾何学的形状は、隣り合うセグメントに隣接するセグメントに部分に配置されている、遷移ゾーンと称される、２つの領域ともに、以下に説明する中央の高い波状のゾーンからなる。非標準セグメントの構造は、上述した領域のうちの１つまたは複数のいずれかが存在しないか、または中央の高い波状のゾーン内の波が高い波でないことを除き、標準セグメントの構造に類似している。
【０１４２】
波のようなパターンは、高い波状のゾーンのパターン（高い波を含む）または他の波状のゾーンのパターン（低い波を含む）であっても、プレート熱交換器（ＰＨＥ）プレート上で、例えば、絞ることによって引き起こされ、絞られた（または他の製造プロセスの）結果、波形プレートが得られる。絞られた波のようなパターンは、例えば、正弦波、Ｖ字形、方形波の形態、または他のパターンの形態であってもよく、また対称もしくは非対称であってもよく、プレート全体で繰り返される単一の一定の基本形状および波長（ａと表記される。以下の図２Ｂを参照）を有するか、またはプレート全体で変化する基本形状および波長、およびこれらの任意の組合せを有する。波のようなパターンは、一方向に、または様々な方向に、均一のもしくは可変である高さ／深さを有し得る。波のようなパターンは、直線、曲線、ジグザグ、または対称もしくは非対称の他の任意の進行のパターンであってよい。
【０１４３】
一般に、図２Ａの例示的な実施形態に示されているように  板の波形パターン内の波のような構造は、円、線、多角形、点、または他の幾何学的形態を含む形状を有することができる「谷」（Ｖ）として表記される最下層部分、さらには円、線、三角形、点、または他の幾何学的形態を含む形状を有することができる、「ピーク」（Ｐ）として表記される最上層部分、およびパターンの最も高いピークよりも低い局所的ピーク（「低いピーク」、ＬＰと称される）と、パターンの最も低い谷よりも高い局所的谷（「高い谷」、ＨＶと称される）を含むことができる中間の高さの中間部分を有することを特徴とする。これらの局所的なピークおよび谷は、円、線、三角形、点、または他の任意の幾何学的形態を有し得る。ピーク、低いピーク、谷、および高い谷は、プレートの初期の配向を指す。プレート材料の上の、プレートの上側は、本出願では、（’）または（Ｕ）で表記され、プレート材料の下の、プレートの下側は、本出願では、（’’）または（Ｄ）で表記される。プレートの下側は、典型的には、斜視図または上面図では見えないように隠されている。プレートが反転された場合、ピークなどはピークのままである。わかりやすくするために、プレートの任意の配向について、上向き（＋Ｚ方向）を指している軌跡は「突起」と呼ばれ、下向き（−Ｚ方向）に面している軌跡は「くぼみ」と呼ばれる。
【０１４４】
プレートの高いピークの線と点との集合体は、「高いピーク面」と表記される単一の平面上にある。高いピーク面は、プレートの中心面である、プレートの主面から正のｚ方向の距離のところにある、プレートの一番上の部分にある。プレートの低い谷の線および点は、「低い谷面」と表記される単一の平面上にある。低い谷面は、プレートの主面から負のｚ方向の距離のところの、プレートの一番下の部分にある。典型的には、プレートが互いに関してＺ軸を中心として１８０°回転された交互するプレートと一緒に積み重ねられたときに、一方のプレートの高いピーク面は、その面の真上にあるプレートの低い谷面と同じ平面になる。その結果、下側プレートのピークは、特定の当接線および点に沿って上側プレートの谷に当接することになり、それにより、隣接するプレート間のサポートを提供する。下側プレート上の突起が上側プレート上のくぼみに当接するときに２つのプレートが互いをサポートする（サポートが生じる）。交互するプレートが互いに関してｘまたはｙ軸の周りを１８０°回転される実施形態において、ピークはピークに当接し、谷は特定の当接線および点に沿って谷に当接し、それにより隣接するプレート間のサポートを提供する。
【０１４５】
再び図２Ａを参照すると、中間線（ＩＭＬ）で交わる２つの隣接するセグメントＳ（ｎ）およびＳ（ｎ＋１）が例示されている。中間線は、プレートの主面に対して平行であるか、プレートの主面に対して０と異なる角度を成すか、プレートの長手方向軸に垂直であることを含むプレートの長手方向軸に対する任意の角度を成すものとしてよく、直線、ジグザグ、曲線などであってもよい。高い波状のサポートゾーン（ＨＶＳＺ）、ピーク（Ｐ）、谷（Ｖ）、隣接する２つのピーク（波長ａ）間の長さ（距離）の概略が例示されている。セグメントＳｎおよびセグメントＳ（ｎ＋１）のピークと谷の間には、２つの遷移ゾーンがあり、第１の遷移ゾーン（ＴＺ）はＩＭＬとＩＭＬに最も近いセグメントＳｎ端部のところのセグメントＳｎ内のピークおよび谷の終端部との間のゾーンであり、同様にＩＭＬとＩＭＬに最も近いセグメントＳ（ｎ＋１）の端部のところの終端部との間に第２のＴＺがある。セグメント内のピークまたは谷がＩＭＬに平行である場合、平行なピークまたは谷とＩＭＬとの間のゾーン内にＴＺがあるであろう。図示されている標準セグメントでは、セグメントＳ（ｎ）のピークおよび谷と、セグメントＳ（ｎ＋１）のピークおよび谷との間に隣接する２つの遷移ゾーンがある。図中の各セグメントは、セグメントＳ（ｎ）のＳ（ｎ−１）端に１つ、Ｓ（ｎ＋１）端に１つの、２つの遷移ゾーンを含む。１つのセグメントは、２つの遷移ゾーンを有するか、１つの遷移ゾーンを有するか、または遷移ゾーンを全く有しなくてもよい。
【０１４６】
Ｍとマークされた点は鞍点であり、以下に定義される。流体が流れる際に通ることができる窓（Ｐ−Ｍ−Ｐ）も図示されている。障害物（Ｐ−Ｍ−Ｖ−Ｍ）は、流れの経路の一部をブロックするが、障害物ゾーン内の最小の自由断領域（流体が通過する）が「窓」である。
【０１４７】
サポートは、隣接するプレート上のＨＷＳＺ間に接触があるときに、または伸長された突起、伸長されたくぼみ、もしくはその両方が、隣接するプレート上でＬＷＳＺおよび／またはＨＷＳＺ間の接触を確実にするときに生じる。また、あまり望ましくないけれども、非限定的な例として、メッシュを用いて、プレート間に追加の材料を設けて接触をもたらすことも可能である。
【０１４８】
簡単にするため、また一般性を失うことなく、以下の図では、波のようなパターンは、Ｖ字型の断面を有し対称的なものとして図示される。図２Ｂは、このＶ字形の断面の概略を例示している。プレートの厚さｂは、そのピーク面と谷面の間の垂直距離として定義される。ＰＨＥプレートは、通常、シートメタルの厚さがｔで表記されている薄いシートメタルから製造される。したがって、プレートの厚さは、プレートの上側上の絞り深さｂ’とシートメタルの厚さｔとの和に等しい。
【０１４９】
簡単のため、図のほとんどにおいて、シートメタルの厚さは、金属が線およびｂ＝ｂ’＝ｂ’’として示されるように無視されている。さらに、Ｒ付けは無視されており、断りのない限り、線は点で交わるように図示されているが、実際には、この交わりはＲ付けされる。
【０１５０】
図３は、１つのセグメント内のピーク（３２）および谷（３１）の長手方向軸がプレートの長手方向軸に対してある角度で整列され、次のセグメント内のピークおよび谷の長手方向軸がプレートの長手方向軸に対して異なる角度で整列されるようにジグザグ形に配置構成されているセグメント（３８）Ｓ（ｎ−３）、Ｓ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）、およびＳ（ｎ＋２）の一実施形態の概略を例示している。ピークおよび谷は、流体の流れ（３５）に対する流れガイド（３６）を形成し、ＨＷＳＺについては、流れは、もっぱらピークおよび谷に沿った流れとなり、谷は、プレートの上の流体に対する流れの経路となり、ピークは、プレートの下の流体に対する流れの経路となる。図示されている例では、第１、第３、および第５のセグメント（Ｓ（ｎ−３）、Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１））は北西／南東に整列され、第２、第４、および第６のセグメント（Ｓ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋２））は北東／南西に整列される。流体の流れは、北西および北東を交互する。１つの流体に対する２つの流れの経路の部分は、交互に北西および北東を向く矢印によって示される。
【０１５１】
ピークは、上のプレートに接触し、上のプレート（３２）に対するサポートを提供し、下のプレートは、谷を介して、プレート（１）に類似のサポートを提供する。
【０１５２】
ＩＭＬは、二重線として図示され（例えば、ＩＭＬ（ｎ−２／ｎ−１）（３４）およびＩＭＬ（ｎ−１／ｎ））（３３）、遷移ゾーン（図示せず）に加えて、限定はしないが、低い波状のゾーンなどのさらなる障害物が、セグメント間に挿入され得ることを概念的に例示している。
【０１５３】
例示的なジグザグパターンの配向は、図示されている３つの例示的なプレートの北（３７）によって概略が示されているように、プレートに関して任意の角度を成すものとしてよい。
【０１５４】
図示されている例示的なセグメントパターンのすべてについて、セグメントパターンは、プレートの北に対して任意の角度で整列され得る。セグメントパターンの角度を付けた配設は、特定の用途を意図したプレートパターンについて固定され得ることが理解される。
【０１５５】
図４Ａ〜図４Ｃは、波のパターンの幾何学的形状の異なる例を示している。すべて上面図から示されている図の各々において、波のパターンは、北方向に示されているように、プレートの長さ方向の軸に関して任意の角度で置かれ得る。これは、様々な方向に向けられている矢印によって例示されている。
【０１５６】
図４Ａは、Ｖ字形の断面を有する真っ直ぐな波の概略を例示している。ピーク（４２）は、谷（４１）と交互している。図４Ａも、波のパターンの断面（図の中央の二重線）の概略を例示しており、その中では、シートメタルの厚さ、およびピークと谷のＲ付けが示されている。以下の図では、断りのない限り、プレートは、そのメタルシートの厚さまたはピークもしくは谷の形状の詳細を示すことなく、一本の線で示される。
【０１５７】
図４Ｂは、不規則なジグザグを形成するピークと谷の線を有する波のパターンの概略を例示している。この波のパターンでは、異なるピークおよび谷の線は、共通の形状を有し、等間隔で互いに平行に配置されている。
【０１５８】
図４Ｃは、ピークおよび谷の線が異なる形状を有し、不規則な間隔で並ぶ波のパターンの概略を例示している。
【０１５９】
再び図１および図３を参照すると、隣接するセグメントの各対は、セグメントの間の境界を形成する共通の線を共有し、例えば、例えば、Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）である。この線、「境界線」、「中間線」（ＩＭＬ）、または「障害物線」は、直線であってもなくてもよいが、プレートの平面に垂直な表面、すなわちセグメント化面内にある。境界線は、直線または曲線、連続するジグザグ、または任意の形状であってよい。境界線は、横方向の東西方向、縦方向の南北方向、対角線方向、または波形プレートに関する他の任意の方向を含む任意の方向に、相互に平行であるか、またはそうでなくてもよい。
【０１６０】
境界線の谷面への投影が「セグメント化線」を形成する。
【０１６１】
インデックス作成に関して、セグメントＳ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間の境界線またはＩＭＬは、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）と定義される。
【０１６２】
各セグメントにおいて、中央の高い波のゾーンと境界線との間の領域は、「遷移ゾーン」と称される。遷移ゾーンは、流れの特性を増強し、熱伝達を改善するのに役立つ、低いピークおよび高い谷などの、流れの障害物を含み得る。遷移ゾーンは、「鞍点」または「鞍線」を含むこともでき、この「鞍点」または「鞍線」からプレートの波形が一方向に上昇し、鞍点の反対側に配置され、異なる方向に鞍点の反対側の谷または高い谷の中へ下降する、ピークまたは低いピークに至る。
【０１６３】
図５は、例示的な鞍点を例示している。点線の円内の領域の拡大が右下コーナーに図示されている。簡単にするため、長さＬ１、Ｌ２、Ｌｉの３つのセグメントが示されている。ここでもまた、簡単にするため、流れは一般的に南北線に沿っていると推定されるが、他の流れの方向も実装され得る（頂部の対角線矢印、５５）。各セグメントは、２つの遷移ゾーン（５２）を備え、１つは上流の終端にあり、もう１つはセグメントの下流の終端にある。他の実施形態では、任意のセグメントが、遷移ゾーンを含まないか、または１つもしくは２つの遷移ゾーンを含むことができる。ピークは実線で示され、谷は鎖線で示されている。ａを各セグメントと次のセグメントとの間の波長としてａ／２の位相シフトがあり、したがって１つのセグメントのピークは、前のセグメントおよび次のセグメントの谷と整列される。各ピークの端（５６）、すなわちＩＭＬ（５６）まで下り始める点は、大きい円で示され、各谷の端部（５７）、すなわちＩＭＬ（５６）まで上り始める点は、小さい円で示されている。谷の端から始まり、ＩＭＬ（５５）を通って次の横方向に隣接する谷の端、簡単のため右の谷に至る、共通の境界線で交わる２つの隣接する遷移ゾーンを含む障害物ゾーンでは、プレートは上昇し、次いで、再び下降する。同様に、ピークの端から始まり、ＩＭＬ（５５）を通って次の横方向に隣接するピークの端、簡単のため左のピークに至ると、プレートは下降し、再び上昇する。谷−谷線およびピーク−ピーク線が交わり、谷−谷線が最も高く、ピーク−ピーク線が最も低い（Ｍ、５１）ＩＭＬ（５５）上の点は、鞍点である。
【０１６４】
図６Ａ〜図６Ｃは、ピークと谷との間の遷移ゾーンにおける面取りの非限定的な実施形態を、非販売方式で例示している。すべての例において、プレートの厚さ（６２）はｂである。図６Ａは、コーナー遷移ゾーンの概略を例示しており、ピークおよび谷はＩＭＬで交わり、金属の厚さはＴＺ（６１）の幅であり、ピークと谷との間の連結はｔｚ（６１）内に置かれている。図６Ｂは、Ｒ付けされたＴＺ（６１）を例示しており、ピークはＩＭＬの前で終わり、遷移ゾーンは半径Ｒ（６３）でＩＭＬまでＲ付けされている。次いで、プレートは、ＩＭＬおよび谷の遷移ゾーンに沿って通過し、これはＩＭＬが半径Ｒ（６３）で谷内にＲ付けされた後に終わる。遷移ゾーン（６１）の幅はＴＺＷである。図６Ｃは、面取りＴＺの概略を例示している。ピークは、ＩＭＬの前で終わり、遷移ゾーン（６１）は、ＩＭＬに対して直線的に下がり、プレートに対して垂直に角度α（６４）を形成する。次いで、プレートは、ＩＭＬに沿って進み、谷の遷移ゾーンは、ＩＭＬの後に終わる、谷に向かって直線的に低くなる。遷移ゾーン（６１）の幅はＴＺＷである。
【０１６５】
図７Ａ〜図７Ｃは、セグメント化の様々な例を、すべて上から見た図として示している。簡単のために、障害物ゾーンは省略され、障害物ゾーンは境界線内に含まれていると考えられ得る。セグメントは、プレートの長さ方向軸である北（７２）方向に関して任意の角度に置かれ得る。このことは様々な方向に向けられている矢印によって示されている。
【０１６６】
図７Ａは、同一の矩形セグメントへの基本分割の概略を例示しており、隣接するセグメントの各対を区切るセグメント化線（ＩＭＬ、７１）は直線である。ピーク（４２）は実線で示され、谷（４１）は鎖線で示されている。
【０１６７】
図７Ｂは、異なる形状のセグメント化線の例−−波のパターンに垂直な直線（ＩＭＬ２／３およびＩＭＬ５／６）、波のパターンとある角度で交わる直線（ＩＭＬ４／５）、曲線（ＩＭＬ３／４）、およびにジグザグＩＭＬ（ＩＭＬ１／２）−−の概略を例示している。閉じた線（図示せず）は、別のセグメントで囲まれているセグメントを示している。
【０１６８】
図７Ｃは、異なるセグメント長および異なるセグメント角度の例を示す。セグメント幅も、横方向に異なり得る。図７Ｃでは、ピークは実線で示され、谷は鎖線で示されている。図７Ｃのように示されている場合、対角二重線（８３）は、わかりやすくために、いくつかのセグメントが省かれていることを示す。すべてのセグメント（８４）（Ｓ（１）、Ｓ（２）、Ｓ（３）、．．．Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１））は、例えばＶ字形の断面を有する共通の波のパターン、および類似の幅を共有するけれども、長さ（８２）（Ｌ（１）、Ｌ（２）、Ｌ（３）、．．．Ｌ（ｎ）、Ｌ（ｎ＋１））が異なり、北方向に関して異なる角度を付けられ得る。中間線ＩＭＬ１／２（８１０）は直線ではなく、セグメントを横切る個別の波は長さが異なる。中間線（８１１、８１２、８１３、８１４）ＩＭＬ２／３、ＩＭＬ３／４、ＩＭＬｎ−１／ｎおよびＩＭＬｎ／ｎ＋１は、直線であり、プレートの基部に平行である。ＩＭＬ２／３（８１１）およびＩＭＬ３／４（８１２）は同一直線上のピークおよびトラフを有するセグメントを連結するが、セグメントの長さは異なる。ＩＭＬｎ−１／ｎ（８１３）とＩＭＬｎ／ｎ＋１（８１４）は、互いに関して角度を付けられたセグメントを連結し、これらの角度は大きさも方向も異なり、長さＬ４のセグメントは左に角度を付けられ、セグメントＳ５は右に角度を付けられ、セグメントＳ６は左に角度を付けられている。
【０１６９】
上から見た図８は、セグメント化の別の例である横方向のセグメント化の概略を例示している。ピーク（１７１０）は実線で示され、谷（１７２０）は鎖線で示されている。セグメントは、互いに異なる、長さＬｎ−２、Ｌｎ−１、Ｌｎ、Ｌｎ＋１、Ｌｎ＋２を有する。プレート上のガスケットの長さ方向の切欠き（１７６０）は、南北方向に平行である。この例では、曲線（１７３０）、ジグザグ（１７５０）、および直線（１７４０）のセグメント化線の概略を例示している。この例では、セグメント化線が任意の所望の方向に整列され、任意の所望の形状を有する可能性を強調している。
【０１７０】
高い波状のゾーンは、比較的低い流動抵抗、さらには低い熱伝達係数によって特徴付けられる。この結果は、少なくとも部分的には、比較的大きな流れの経路の断面に起因し、また、ほとんどの実施形態において、同じセグメント内の隣接する流れの経路の間の混合の欠如にも起因する。流動抵抗の最小の増加で熱伝達係数を増加させるために、典型的には、障害物が、２つの連続する高い波状のゾーンの間の障害物ゾーン内に挿入される。障害物は、流れの経路の一部をブロックするが、障害物ゾーン内の最小の自由断領域（流体が通過する）が「窓」である。窓は、障害物のパターンの幾何学的形状に応じてプレートの長手方向軸（および流れの経路）に対して任意の角度を成すものとしてよい。障害物ゾーン内の「窓の高さ」は、窓の高さであり、流体が障害物ゾーン内を通過することができる最小の垂直高さ（ｚ軸）である。窓の形状は、波のパターンの幾何学的形状と障害物のパターンの幾何学的形状によって劇的に変化し得る。窓は、連続（２つもしくはそれ以上の流れの経路を連結する）または不連続であり得る、障害物ゾーンは、流体が一方の流れの経路から単一の下流の流れの経路に流れ込むことを可能にするか、または流体が一方の流れの経路から２つもしくはそれ以上の下流の流れの経路に流れ込むことを可能にし得る。
【０１７１】
断面積の減少、さらには特定の窓の幾何学的形状は、流速を増加させる。障害物は結果として、流れの方向の変化、速度の変化、および追加された渦度をもたらし、すべてが追加された流れ乱流を誘発し得る。上記のすべては、圧力低下の増大と引き換えに熱伝達係数を改善する傾向がある。それに加えて、２つの隣接する遷移ゾーンを含む、障害物ゾーンのいくつかの設計（上の図２Ａ参照）は、前のセグメントの高い波の領域の一方の流れの経路からの流れが次のセグメントの高い波の領域のいくつかの流れの経路に分割されることを可能にする。この結果、流動混合がよくなり、熱伝達係数がよくなり、プレート全体を通る流体の横方向の広がりを改善し、ＰＨＥプレートの全体的な利用度を改善する。
【０１７２】
任意の特定の製造プロセスを使用する実施形態では、最終パターンでは、シートメタルおよび製造上の考慮事項を考慮することができ、例えば、構造の変化は、特定のシートメタル材料で製造が可能になるように十分に段階的な変化でなければならないからである。ほとんどの実施形態では、結果として得られるＰＨＥ波形プレートは、２つの流体の間に直接的接触を伴うことなく、プレートのいずれかの側で流れる、２つの流体の間の熱伝達を円滑にする完全な非穿孔表面を有する。いくつかの実施形態において、追加の多孔プレートがＰＨＥスタック内に挿入され得る。
【０１７３】
上で説明されている一般的なセグメント化設計スキームの重要な実施形態は、隣接するセグメント間で位相シフトを行うことの幾何学的概念である。位相シフト技術は、選択されたセグメントに、その前および／または後のセグメントとの関係でシフトを引き起こす。ＰＨｉで表記されている、隣接するセグメントの間の位相シフトする横方向オフセットは、正もしくは負、流れ方向に関して左方向もしくは右方向、０（シフトなし）とプレートの熱遷移ゾーンの幅との間の絶対値、およびこれらの任意の組合せであり得る。隣接するセグメントが互いに関する位相シフトのところに置かれる幾何学的パターンは、「千鳥形成」と表記される。
【０１７４】
図７Ａでは、図示されているようなパターンは、位相シフトを含まず、したがってＰＨ＝０である。
【０１７５】
図９Ａ〜図９Ｂでは、矢印で示されているように、プレートの北方向に関して任意の角度に位置決めされ得るＶ字形の波を有するプレートが示されている。図９Ａは、プレートの上面図を示し、図９Ｂは、３つのセグメント（９０、９１、９２）を通る側面図を示している。３つのセグメント（９０、９１、９２）の概略が図に示されており、位相シフトするオフセットＰＨ１およびＰＨ２を有し、ＰＨ１は長さＬ２のセグメントと長さＬ３のセグメントとの間にあり、ＰＨ２は長さＬ１のセグメントと長さＬ２のセグメントとの間にある。オフセットは、０から任意の選択された値まで変化し得る。この例では、ａ／２＞ＰＨ１＞０およびＰＨ２＝ａ／２（ａは、図２Ｂで定義されているような波長である）である。典型的には、セグメント全体ではなくセグメントの位相がシフトされることに留意すべきであり、図９に示されているとおりというよりもむしろ、熱伝達ゾーンの端部が実質的に真っ直ぐであるようにセグメントの端部のところに部分的なピークまたは谷があるであろう。
【０１７６】
オフセットＰＨｉは、流れの経路の間で横方向に、セグメント間で縦方向に、およびこれらの任意の組合せで変化し得る。
【０１７７】
千鳥形成の幾何学的パターン内では、隣接する流れの経路の間のオフセットは、流れの障害物およびＨＷＺ間の流れ偏向遷移ゾーン窓とともに、隣接するセグメントの間の遷移において流体の流れの方向の横方向偏向を引き起こし、したがって流れの渦および乱流に加わり、延いてはプレート全体を通る熱伝達率を改善する。
【０１７８】
熱交換器の組み立てにおいてプレートが互いの上に積み重ねられるときに、一方のプレートの上向き突起の少なくともいくつかは、上の隣接するプレートのくぼみに当接し、同様に、一方のプレートのくぼみの少なくともいくつかは、下のプレートの上向き突起に当接し、隣接するプレートの間に特定の幾何学的形状のサポート（サポート領域）を有する点、線、または表面を形成する。典型的には、ＨＷＺでは、サポートの線のみが見られる。
【０１７９】
ポートのこれらの点および線は、プレートに作用する圧力および力をフレームプレートおよびタイロッドに伝達し、それによりＰＨＥプレートは実働応力による座屈および変形を受けることがない。熱交換器内の圧力が大気圧より低いシナリオでは、ＰＨＥプレートの波形パターン上の当接線および当接点は、内向きに向けられた応力に抗するので、ＰＨＥプレートは、内向きの変形または座屈を受けない。
【０１８０】
サポート領域間の水平距離は、プレートの厚さｂおよびシートメタルの厚さｔなどの他の変数とともに、高圧および減圧条件に耐えるプレートの能力を決定する。サポート領域間の距離が減少するにつれて、高圧および大気圧より低い圧力の条件に耐える薄いプレートの能力が増加する。従来技術のヘリンボンパターンの熱交換器プレートでは、サポート領域間の距離は、通常、８〜１２ｍｍ以上の範囲であるのに対して、ＷＯ２０１７／１３３６１８などの、従来技術の「マイクロチャネル」パターンタイプの熱交換器プレートでは、サポート点間の距離は７〜９ｍｍの範囲でより小さく、このプレートタイプが同じプレートシートの厚さ（ｔ）に対してヘリンボンパターンよりも高い圧力に耐えることを可能にする。
【０１８１】
本出願において説明されている構造では、サポート線または点の間の距離を約５ｍｍと小さくすることが可能であり、これによりＰＨＥは０．５ｍｍのプレートシート厚さで５０ａｔｍ以上、またはわずか０．２ｍｍのプレートシート厚さで１６ａｔｍの圧力の高い動作圧力条件に耐えることが可能である。
【０１８２】
プレートシート厚さを薄くすることには、熱交換器の重量および価格の下げるほかに多くの利点がある。薄いプレートシートは、シートを通る熱伝達を改善する（シートが薄ければ薄いほど、中を通る熱伝導が良くなる）。
【０１８３】
プレート間のサポート線および点ならびに金属の厚さは、流れの経路の最大深さを決定し、流れの経路の最大深さはより高いプレート上の突起の下側と、隣接する下側プレート上のくぼみの上側との間の距離である。
【０１８４】
中間線（中心線Ｍ−Ｍ）は、図１０に記載されており、水平面より上の開いている流れの経路に対して中心線を横切って現れる線（Ｐｉ−Ｐｉ＋１−Ｍｉ）の上に現れる三角形と、ＩＭＬを横切って現れ、水平面より下の障害物に対する半菱形三角形Ｍｉ−Ｍ（ｉ＋１）−Ｖｉ（Ｍは、中高の鞍点を意味し、Ｖは谷点を意味する）および水平面より上の障害物に対する半菱形三角形Ｍｉ−Ｍ（ｉ＋１）−Ｐ（ｉ＋１）（Ｐはピーク点を意味する）としてマークされている菱形とを含む。ＩＭＬは、セグメント間のこの境界が物理的にプレートの材料内にあるという点で重要である。ＩＭＬの下の開いている流れの経路を示す三角形は、この図には示されていない。
【０１８５】
障害物のサイズは、示されているものなどの平坦な障害物に対して、ピークの線と障害物の平面との間の角度に依存する。例えば、ピーク線Ｐ１に対して９０度を成す、障害物Ｍ１０−Ｖ１１−Ｍ１１−Ｖ１２は、ピーク線に対してより小さい角度で、障害物Ｍ８−Ｖ９−Ｍ９−Ｐ９よりも小さい。同様に、障害物Ｍ６−Ｖ７−Ｍ７−Ｐ７、Ｍ４−Ｖ５−Ｍ５−Ｐ５についても、障害物の面積が大きくなるにつれて角度が小さくなる。障害物Ｍ２−Ｖ３−Ｍ３−Ｐ３について角度は最小で、障害物面積は最大である。
【０１８６】
基部谷線（中心線Ｖ−Ｖ）は、図１１に記載されている。中心線Ｖ−Ｖは、谷の各々の端部を通過する（点線円）。
【０１８７】
上側ピーク線（中心線Ｐ−Ｐ）は、図１２に記載されている。中心線Ｐ−Ｐは、谷の各々の端部を通過する（点線円）。
【０１８８】
上で述べたように、高い波状のゾーンは、比較的低い流動抵抗、さらには低い熱伝達係数によって特徴付けられる。プレートの波形パターン内のこの領域の長さを増やすと、セグメントの長さだけでなく、プレートの水圧および伝熱能力にも影響を与えることになる。図１３および図１４は、長短、様々な長さのセグメントを示している。セグメント長Ｌｉ、すなわち、セグメント化線の間の距離は、プレートの重要な設計パラメータの１つである。セグメント長から遷移ゾーンの長さを差し引いた、高い波状のゾーンの長さが増えるにつれ、障害物ゾーンに対する固定長および熱伝達ゾーンの固定長を仮定すると、水圧耐性が低下し、熱伝達係数も減少する。
【０１８９】
縮尺通りでない図１３において、プレートの図示されている部分（１０）は、長さＬｉ−３、Ｌｉ−２、Ｌｉ−１、Ｌｉ、およびＬｉ＋１の５つのセグメント（１、２、３、４、５）を有している。遷移ゾーンは、長さＬｉ−３およびＬｉ−２のセグメントの間、ならびに長さＬｉ−２およびＬｉ＋１のセグメントの間に示されている。長さＬｉ−２およびＬｉ−１のセグメントの間の障害物ゾーンは、プレートの厚さと同じ幅ｂを有し、障害物ゾーン内の各遷移ゾーンは、幅ｂ／２を有する。ピークの終端が図示されている（１７’、１７’’）。プレート（１０）の熱伝達領域は、プレートの上の流体をプレートの下の流体から完全に分離することを確実にする。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプレートは、プレートの一方の側からの流体がプレートの他方の側からの流体と混合することを可能にする開口を備える。図１１の実施形態において、流体は、谷から隣接する谷へとピークを越えて、また、一方のピークから隣接するピークへと谷の下を流れることができない。この実施形態では、プレート（１０）の上を流れる流体に対する各流れの経路（１１）は、隣接するピーク（１７）の間に均一な幅を有し、同様に、プレートの下を流れる流体に対する各流れの経路は、隣接する谷の間に均一な幅を有する。図示されている実施形態において、各流れの経路（３、４、１１）は中心線（１４）を有し、中心線（１４）は、プレートの主長手方向軸に平行に配向されている。他の実施形態では、中心線（１４）は、プレートの主長手方向軸に対する横方向を含む、他の角度で配向され得る。流れの経路の深さｂは、ピーク（１２）の頂点（１７）から谷（１６）の中心線（１４）までの間の垂直方向（ｚ方向）の距離として決定可能である。
【０１９０】
流れの経路に入るまたは出る流体の流れを少なくとも部分的にブロックすることができるピークまたは谷の終端部（２７）のところの閉鎖終端部分（２２）は、間にピーク（１７）を形成する２つの隣接する突起の間に現れる。閉鎖終端部分は、平面または曲面を有することができる。閉鎖終端部分または障害物は、複雑な曲面形状を有することができる。
【０１９１】
障害物（２２）は、流れの経路を出る流れをブロックすることができる。本実施形態では、障害物（２２）は、１つのセグメント（３）内のピークの終端縁と、隣接するセグメント（４）内の谷の終端縁とを境界とする。
【０１９２】
高い波状のゾーンと中間線との間の遷移ゾーンは、プレートを通る流体の流れの特性をチューニングするために使用することができる。遷移ゾーンの形状、さらには１つの高い波のゾーンとそれに続く高い波状のゾーンとの間の任意の非標準セグメントは、流速、流体乱流、および流体渦度に影響を与え、さらには異なる流れの経路からの流体の混合に影響を与え得る。これらはすべて、流体間の熱伝達係数に影響を与える。
【０１９３】
縮尺通りでない図１４において、プレートの図示されている部分（１０）は、長さＬｉ−３、Ｌｉ−２、Ｌｉ−１、Ｌｉ、およびＬｉ＋１の５つのセグメント（１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５）を有している。遷移ゾーンは、長さＬｉ−３（１２０１）およびＬｉ−２（１２０２）のセグメントの間、ならびに長さＬｉ−２（１２０２）およびＬｉ−１（１２０３）のセグメントの間に示されている。
【０１９４】
最も短いセグメント（１２０２）は、（図示されているように）標準セグメントであってよいが、より典型的には、非標準セグメントであり、例えば、低い波状のゾーンを有するものである。セグメントのすべては、同じ波長ａを有するが、セグメントは異なる長さを有する。セグメントのすべては、隣接するセグメントに関してａ／２の位相シフトを有し、これらの各々について、１つのセグメント内のピークは、次のセグメント内の谷と同一直線上にある。プレートの厚さは、ｂである。ＩＭＬ（ｉ−１／ｉ）（１２０６）およびＩＭＬ（ｉ／ｉ＋１）（１２０７）のＩＭＬが図示されている。
【０１９５】
障害物は、低いピーク（１２９０）として、隣接するピークまたは谷内に貫入し得る。垂直な面取り、または任意の所望の形状の面取りで終了する。
【０１９６】
図１４に示されている直線状の面取りでは、セグメントの間の遷移ゾーンの幅は変化し得る。この実施形態では、面取りは平坦であり、その面積は、ピーク（または谷）線と面取りの平面との間の角度に依存する。ピーク（または谷）線と面取りの平面との間の角度が小さければ小さいほど、面取りは大きくなり、隣接する高い波状のゾーンの方へ（または中に）さらに延在する。長い面取り（１２７０）は、セグメントＳ（ｉ−２）（１２０７）のピークの端部から、セグメントＳ（ｉ−１）（１２０３）の高い波状のゾーンの隣接する谷内への道のりの１／６ほど下方に延在する。
【０１９７】
図１５Ａ〜図１５Ｂに示されているセグメントは、横方向のセグメントを有する波形設計を表しているが、同じ設計は、縦方向のセグメントまたは他の任意の角度のセグメントを有することも可能である。中間線（ＩＭＬ）は、各セグメントの始点および終点で示されている。高い波状のサポートゾーン内のピークおよび谷は、図の多くの部分においてセグメント化表面に到達する。ピーク（Ｐ）は太い実線で示され、谷（Ｖ）は太い鎖線で示される。この例示的な実施形態において、ＩＭＬは、ピークの頂部の平面と谷の底部との間の中ほどの直線である。しかしながら、以下に説明されているように、ＩＭＬは、任意の形状および高さを有することができる。
【０１９８】
図１５Ａは、異なる長さ（Ｌｉ−３、Ｌｉ−２、Ｌｉ−１、Ｌｉ、Ｌｉ＋Ｉ）を有する５つのセグメント（１２０１、１２０２、１２０３、１２０４、１２０５）の概略を例示し、図１５Ｂは、図１５Ａのセグメントの上側の中央部分（円Ａ）の拡大図の概略を例示している。最も短いセグメント（１２０２）は、（図示されているように）標準セグメントであってよいが、より典型的には、非標準セグメントであり、例えば、低い波状のゾーンを有するものである。セグメントのすべては、同じ波長ａを有するが、セグメントは異なる長さを有する。長さＬｉ＋１のセグメント（１２０５）と長さＬｉのセグメント（１２０４）との間には位相シフトがなく（位相シフト−０）、一方、長さＬｉのセグメント（１２０４）と長さＬｉ−１のセグメント（１２０３）との間、長さＬｉ−１のセグメント（１２０３）と長さＬｉ−２のセグメント（１２０２）との間、および長さＬｉ−２のセグメント（１２０２）と長さＬｉ−３のセグメント（１２０１）との間の位相シフトは、ａ／２であり、これらの各々について、１つのセグメント内のピークは次のセグメント内の谷と同一直線上にある。プレートの厚さは、ｂである。ＩＭＬ（ｉ−１／ｉ）（１２０６）およびＩＭＬ（ｉ／ｉ＋１）（１２０７）のＩＭＬが図示されている。
【０１９９】
図１５Ａ〜図１５Ｂに示されている直線状の面取りでは、セグメントの間の遷移ゾーンの幅は計算できる。１５°の面取り角度α（１２６０）の場合、Ｒ付けを含む遷移ゾーンの幅は、約２ｂとなり、障害物ゾーンの幅は、次いで、約４ｂとなる。３２°の面取り角度α（１２５０）の場合、遷移ゾーンの幅は約ｂとなる。９０°の面取り角度α（１２１０）の場合、遷移ゾーンの幅は約ｂ／２となる。障害物の形状は、９０°（１２１０）、７５°（１２２０）、６０°（１２３０）、４５°（１２４０）、３２°（１２０）、および１５°（１２６０）の面取り角度に対して、ＩＭＬ（ｉ−１／ｉ）（１２０６）について図示されている。
【０２００】
ピーク線と約３０°の角度を作り、ＩＭＬのほぼ真上の点から始まる面取り（１２７０）は、約２ｂの距離だけ隣接する谷内に貫入していることも示されている。
【０２０１】
本出願で詳述されている波形の構造は、サポート領域として働く、さらには所望の方向に流体の流れを誘導する、ピークおよび谷の列を備える。それに加えて、ピークおよび谷の配列の端部から、流れの障害物ゾーンが形成される。障害物ゾーン内では、流れの経路は、「窓」として表記される最小の幅に狭められる。窓の高さ、さらには上または下の障害物の高さは、プレート固有の性能について設計されているパラメータである。
【０２０２】
ＰＨＥプレートの両側を流れる、両方のＰＨＥ流体に対して同一である障害物および窓の高さを達成することが望ましい場合、プレートの断面を、各流体に対して１つずつ、サイズが同一である２つの別々の窓に分離することが望ましい。プレートの絞り深さがｂ’またはｂ’’であるか、またはプレートの厚さが無視された後にｂである場合、等しい断面における結果として得られる窓の高さは、ｂ’／２、ｂ’’／２、または約ｂ／２である。
【０２０３】
図１５Ｃは、ピークまたは谷の端部付近の障害物に対する配置の概略を例示している。障害物は、千鳥配置（１６１）されてよく、したがって、隣接する障害物はＩＭＬまたは別の境界の反対側に下降する。障害物は、中心がすべて載るように整列され得る（１６２）。障害物は、同じサイズ（１６１、１６２）であるか、または異なるサイズであってよい（（１６３）および任意の組合せ（１６４）。
【０２０４】
図１５Ｄは、プレートスタックおよびプレートスタックに沿った流れのためのプレートスタックを通る異なる垂直断面を通る流体の流れを例示している。左側には、スタック内の単一のプレートを通る流れがあり、右側には、スタックの４つのプレート（最下列）およびスタック内の２つのプレート（第３および第４列）を通る流れがある。２列目はセグメントＳｎ内のピークおよび谷の側面（太線）を示し、細線はセグメントＳｎ＋１内のピークおよび谷の側面を示している。Ｖｉ（１５０１）は谷であり、Ｐｉ（１５０３）はピークであり、Ｍｉ（１５０３）は障害物の領域を示している。
【０２０５】
最下列は、左に、マルチプレートスタック内の１つのプレートの上と下の流れを示している。流体１はプレートの上を流れ、流体２はプレートの下を流れる。最下列、右は、マルチプレートスタック内の４つのプレートの上と下の流れを示している。流体１（薄い灰色）は、スタック内の第１および第３のプレートの上、およびスタック内の第２および第４のプレートの下を流れ、一方、流体２（濃い灰色）は、第１および第３のプレートの下、および第４のプレートの上を流れる。流体は、高い波状のゾーンを貫流している。空間のすべてが流体で満たされており、菱形の最下列および第３の列内の菱形は流体で満たされ、第２の列の菱形と菱形の第１の列の下の上半分の菱形および半分の菱形の一番上の列の下半分の列には流体２が満たされている。
【０２０６】
第２の列は、セグメントＳｎに対するピークおよび谷の縁（太い対角線）、ならびにセグメントＳｎ＋１に対するピークおよび谷の縁（細い対角線）を示している。ピーク（Ｐｉ、１５１）谷（Ｖｉ、１５２）および鞍点（Ｍｉ、１５３）が図示されている。遷移ゾーン（１５４）内の障害物は、流体の流れを部分的にブロックしており、第３の列は、第１の遷移ゾーン内の窓（１５５）を通る流体１および２の流れを示し、第４の列は、第２遷移ゾーンの第２の半分の中の窓を通る流体の流れを示している第４の列の矢印は、断面を横切る運動の方向を示しており、流体１についてはピークに向かって内向きであり、流体２については谷に向かって内向きである。第５の列は、高い波状のゾーン内のみの流体１の流れを示している。
【０２０７】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、ピークおよび谷の線が長手方向に配向されている高い波状のゾーンを有するセグメント（Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３））が、横方向に平坦で長手方向に傾斜している（他方の端部に比べて一方の端部において高い）短い（非標準）セグメント（Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋２））によって分離されている構造の実施形態の一部を示している。ピークは太い実線で示され、谷は太い鎖線で示されている。図１６Ｄは、図１６Ｃの一部の拡大図である。
【０２０８】
図１６Ａの実施形態は、セグメントＳｎ−１、Ｓｎ、Ｓｎ＋１、Ｓｎ＋２の間に位相シフトがない。セグメントの間の障害物ゾーンは、隣接するピークの間の低いピーク、および隣接する谷の間の高い谷を含む。障害物ゾーンを２つの遷移ゾーンに分割する中間線は、異なる高さにあり、セグメントＳ（ｎ−１）とセグメントＳｎとの間のＩＭＬは３ｂ／４の高さにあり、セグメントＳ（ｎ）とＳ（ｎ−１）との間の中間線はｂ／２の高さにあり、セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ−２）との間のＩＭＬはｂ／４の高さにある。すべての高さは例示的であり、任意の中間線は、０とｂとの間の任意の高さにあるものとしてよく、上で開示されているように、一定の高さにある必要はなく、直線である必要もない。
【０２０９】
図１６Ｂの実施形態は、セグメントＳｎ−１の間の位相シフトはないが、ＳｎとＳｎ＋１との間、およびＳｎ＋１とＳｎ＋２との間に、ａ／２の例示的な位相シフトがある。セグメントの間の障害物ゾーンは、隣接するピークの間の低いピーク、および隣接する谷の間の高い谷を含む。障害物ゾーンを２つの遷移ゾーンに分割する中間線は、異なる高さにあり、セグメントＳ（ｎ−１）とセグメントＳｎとの間のＩＭＬは３ｂ／４の高さにあり、セグメントＳ（ｎ）とＳ（ｎ−１）との間の中間線はｂ／２の高さにあり、セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ−２）との間のＩＭＬはｂ／４の高さにある。すべての高さは例示的であり、任意の中間線は、０とｂとの間の任意の高さにあるものとしてよく、上で開示されているように、一定の高さにある必要はなく、直線である必要もない。
【０２１０】
プレートの上側および下側の流体の挙動は、同一の流体であっても、流れの特性が窓に依存するので、類似していることも類似していないこともあり得、窓は、流体が流路の出口のところで通過することができる最小の自由断面領域であり、出口は典型的にはＴＺ内にある。非限定的な例では、プレートの上をｓ（ｎ＋１）の方に流れるセグメントｓ（ｎ）内の流れの経路内の流体は、裏通りの流れの経路の出口を部分的にブロックしている、ピークの左および右に分かれて進む。窓は、第１のプレート上の谷の２つの（上昇する）側面と、上のプレートの下降する側面とを境界とする。流体１の流れに対する半窓は、谷とプレートの深さｂの間にあり、窓は、０≦ｈ（ｗｉｎ１）≦ｂとなるように窓の基部の高さｈ（ｗｉｎ１）からプレートの厚さ  ｂ  まで延在する。同様に、流体２に対する窓は、第１のプレート上のピークの２つの（下降する）側面と下のプレートの上昇する側面とを境界とする。流体１の流れに対する半窓は、セグメント化面とピークとの間にあり、窓は、０≦ｈ（ｗｉｎ２）≦ｂとなるようにセグメント化面から窓の頂部の高さｈ（ｗｉｎ２）まで延在する。しかしながら、窓の高さの合計は、プレートの厚さよりも大きくすることはできず、さらに、窓は、任意のものについて窓が流体１について存在する場合に、流体１の窓の底部は流体２の窓の頂部であり、したがってｈ（ｗｉｎ１）＋ｈ（ｗｉｎ２）＝ｂである。
【０２１１】
図１６Ｂは、セグメントｓ（ｎ−１）とｓ（ｎ）との間、セグメントｓ（ｎ）とｓ（ｎ＋１）との間、およびセグメントｓ（ｎ＋１）とｓ（ｎ＋２）との間の３つのＩＭＬを示している。ＩＭＬの高さは、それぞれ、３ｂ／４、ｂ／２、およびｂ／４である。高さは、ＴＺの特性、およびＴＺ間の任意の非標準セグメントの特性を変更することによって、独立して設定され得る。
【０２１２】
図１６Ｃ〜図１６Ｄは、ピークおよび谷の線が長手方向に配向されている高い波状のゾーンを有するセグメント（Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３））が、横方向に平坦で長手方向に傾斜している（他方の端部に比べて一方の端部において高い）短い（非標準）セグメント（Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋２））によって分離されている構造の一実施形態の一部を示している。ピークは太い実線で示され、谷は太い鎖線で示されている。図１６Ｄは、図１６Ｃの一部の拡大図である。
【０２１３】
セグメントＳ（ｎ−１）とＳ（ｎ＋１）との間には位相シフトはなく、非標準セグメントＳ（ｎ＋２）が無視された場合、セグメントＳ（ｎ＋１）とＳ（ｎ＋３）との間にａ／２の位相シフトがある。
【０２１４】
この例示的な実施形態において、セグメントＳ（ｎ＋２）は、ＩＭＬ（ｎ＋２／ｎ＋３）における低い谷の上の３ｂ／４の高さ、およびＩＭＬ（ｎ＋１／ｎ＋２）におけるｂ／４の高さにあり、セグメントＳ（ｎ＋２）は、ＩＭＬ（ｎ＋２／ｎ＋３）において低いピークを有し、ＩＭＬ（ｎ＋１／ｎ＋２）において高い谷を有する。同様に、セグメントＳ（ｎ）は、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）における低い谷の上の３ｂ／４の高さ、およびＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）におけるｂ／４の高さにあり、セグメントＳ（ｎ）は、ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）において低いピークを有し、ＩＭＬ（ｎ／ｎ−１）において高い谷を有する。この例示的な実施形態において、ｂをプレートの厚さして、ｂ／４および３ｂ／４の高さは、低いピークおよび高い谷に使用されているが、０とｂの間の任意の値が可能であり、低い谷／高いピークの高さは、各セグメントについて異なり得る。
【０２１５】
流体１は、プレートの上を流れる（実線矢印）。少なくともいくつかの谷の一番上の縁（最も高いピークの線）は、上側の隣接するプレート上の類似の高い縁と接触しており、これは完全な流れの障害物となり、流体１は、一番上の縁を通って隣接する谷に横方向に進むことはない。この谷の幾何学的構造は、次のセグメント内の位相シフトされたピークによって下流の縁で閉鎖され、谷を出る流れは、横方向に偏向される（矢印は、位相シフトされたピークの周りを通過するように分割される）。谷の基本構造は、セグメントの各々全体を通して横方向に繰り返される。プレートの下向き側では、相補的なピーク構造が上を向いている谷の両側に形成され、中を通ってプレートの下を流体２が流れる（破線矢印）。
【０２１６】
図１６Ｃ〜図１６Ｄは、また、ＩＭＬの両側の遷移ゾーンを示しており、遷移ゾーンの幅は、約ｂの値（プレートの絞り深さ）である。
【０２１７】
別の実施形態は、セグメントＳ（ｎ＋１）およびＳ（ｎ＋３２）が、非標準セグメントＳ（ｎ＋２）を挟んで２つのＩＭＬによって分離されていることを示している。これは、非標準セグメントが、セグメントＳ（ｎ＋１）およびＳ（ｎ＋３）に対する窓の高さの独立した調整を両方とも可能にすることができ、流体の流動特性をさらにチューニングするための波状のゾーンを含むことができるという点で、柔軟性を加える。
【０２１８】
この実施形態では、窓の高さが流体毎に独立して設定されることを可能にするが、それは、高いピークおよび低い谷の高さが、各端部において低いピークまたは高い谷を備える各セグメントについて異なり得るからである。ＦＬ１に対する窓サイズは、低いピークの高さによって設定され、流体１に対する窓サイズは、高いピークの高さと低いピークの高さとの差であり、流体２に対する窓サイズは、高い谷の高さによって設定され、ＦＬ１に対する窓サイズは、高い谷の高さと低い谷の高さとの差である。
【０２１９】
少なくとも１つの追加のピークおよび／または谷が、低いピークまたは高い谷で終わるセグメント内に挿入され得ることに留意すべきであり、複数が存在する場合、高さは、長手方向、横方向、またはその両方で異なり得る。一実施形態は、上で開示されている特徴のうちのどれかを含むことができ、非限定的な例では、任意のＩＭＬは、流れ方向に対して非垂直であってよく、流れ方向は、プレートの縁と整列される必要はなく、ピーク／谷は、等間隔である必要はない。
【０２２０】
本出願では、別のＰＨＥ設計が可能であり、特定の流体に対して隙間を構成する２つの隣接するプレートの間に、１つまたは複数の中間プレートが、穿孔されているか穿孔されていないかにかかわらず挿入され、これらの中間プレートは、両側で１つの流体のみと接触し、特定のサポート点または線のところで隣接するプレートと接触している。これらの中間プレートは、多数のプレート、および伝導を介してプレートからプレートに熱を伝達する多数の高密度のサポート点から結果として生じる、熱伝達面積の増加および流れの特性により、流れの方向付け、圧力低下の低減、さらには熱伝達促進に使用される。
【０２２１】
ガスケット付きＰＨＥシナリオでのこの波形の構造の実装のために、追加される中間ＰＨＥプレートは、高圧流体からの圧縮がわずかであるため、この流体側のプレート間のサポートがより強いので、より低い圧力の流体の側にあることが推奨され、したがって、熱伝達は、サポートの点または線での隣接するプレート間の伝導により高められる。それに加えて、ろう付けタイプのＰＨＥは、様々な用途に対する中間波形プレートの追加にも適している。
【０２２２】
図１７Ａ〜図１７Ｇは、典型的には、気体（または凝縮気体）であるより低い熱伝達係数の流体（流体１）、および液体、蒸発液体、または凝縮液体であってよいより高い熱伝達係数の流体（流体２）の用途に対するＰＨＥを示しており、流体１（例えば  空気）は、流体２により熱エネルギーを伝達した後に、一方の側のプレート縁間のＰＨＥに入り、反対側のプレートから出て行き、流体２は、頂部および底部のところのポートを介してＰＨＥプレート間の間隙に入り、出て行き、次いで、プレート間の間隙内を横方向に、下側ポートから上側ポートへと移動する。
【０２２３】
隣接する一組の間隙は、流体１／流体１、流体１／流体２、または流体２／流体２であり得る。プレートスタックを通る断面を示す図１７Ａの実施形態において、例えば、流体１はプレート２２の上および下を流れ、流体１は流体２をその下にしてプレート２１の上を流れ、流体２はプレート１９の上および下を流れている。
【０２２４】
このＰＨＥタイプは、上で説明されているように、パイプが、パイプによってわずかに圧縮されている、取り付けられているフィンによって囲まれている、フィン付きチューブ式熱交換器に代わるものである。この熱伝達技術は、「拡張熱伝達領域」として知られており、熱伝達領域の拡張を構成するフィンは、貫流するガスからエネルギーを回収し、パイプの表面（通常は銅材料）を通して、パイプ内を貫流する他の流体にエネルギーを伝達する。
【０２２５】
フィン付きチューブ式熱交換器と比較した、本出願で説明されているような、新規性のあるＰＨＥ設計の利点は、タイロッドの圧縮および流体の高い圧力によりサポート線／点におけるプレート間接触が比較的強く、低い圧力の流体の一次および中間プレートを圧縮するという点にある。これまでの研究により、プレート−フィン式熱交換の性能は、時間の経過とともにフィンチューブ接触点の緩みにより低下することがわかっている。しかしながら、この新規性のあるＰＨＥプレートの設計では、表面積が大きく、隣接するプレート間の熱接触を可能にするサポート点および線の密度により、大量の熱伝達が可能であり、また、時間が経過しても一定の接触圧縮を保証する、ＰＨＥプレートの設計により、熱伝達率は時間の経過とともに低下しない。
【０２２６】
図１７Ｂ〜図１７Ｄは、流れの経路内に位相シフトがない、著しく異なる熱伝達係数を有する流体に対するＰＨＥの別の例示的な実施形態を示している。図１７Ｂは側面図を概略として例示しており、流体２の流れは図１７Ｃに示され、側面図は図１７Ｂの線Ａ−Ａに沿っており、流体１の流れは図１７Ｄに示されており、側面図は図１７Ｂの線Ｂ−Ｂに沿っている。これからわかるように、流体の流れは、図中で水平方向に横切って流れる。
【０２２７】
図１７Ｅ〜図１７Ｇは、流れの経路が位相シフトを含む、著しく異なる熱伝達係数を有する流体に対するＰＨＥの別の例示的な実施形態を示している。図１７Ｅは側面図を概略として例示しており、流体２の流れは図１７Ｆに示され、側面図は図１７Ｅの線Ａ−Ａに沿っており、流体１の流れは図１７Ｇに示されており、側面図は図１７Ｅの線Ｂ−Ｂに沿っている。この実施形態において、位相シフトに加えて、流れの経路は、熱伝達のゾーンを増加させるために、入口ポートおよび出口ポートを越えて延在する。図１７Ｆの破線矢印は、流れの経路の間の位相シフトにおける流体の流れを示す。
【０２２８】
上述したように、プレートは、タイロッドから、または溶接もしくはろう付けによって縁のところに、一緒に強く圧縮される。プレート間のこの強い圧縮は、サポート点または線での熱接触抵抗を減少させ、したがって、伝導熱伝達を高める。中間プレート（例えば、図１７Ａのプレート２２）は、プレートに沿って流れる流体からのエネルギーが回収され、その後、中間プレートと一次プレートとの間の接触点／線（両側に異なる流体が流れている）を通して伝達される、拡張表面として働く。回収エネルギーは、最終的に、一次プレートの表面領域を通して他の流体に伝達される。
【０２２９】
位相シフトに加えて、または位相シフトの代替として、図１８〜図２３に示されている例示的な実施形態などの、低い波の構造は、流れの方向に関して遮る角度で置かれるものとしてよい。低い波は、プレートの絶対高さよりも低い、低いピークと、プレートの最低高さよりも高い、高い谷とを特徴とする。これらの中間高さの中間領域は、典型的には、隣接するセグメントの高い波状のゾーンの間に置かれ、セグメント間の遷移表面として働く。
【０２３０】
ＰＨＥでは、それらのプレートによってスタックのプレートをサポートし、プレートからの圧力をタイロッドまたは他の接続手段に伝達することが重要である。プレートは非常に薄いので（例えば、約０．２から約０．８ｍｍ未満）、サポート距離は非常に重要であり、プレート間の最小距離をさらに小さくする構造が好ましいが、それは熱伝導性がよく安価な薄いプレートが使用できるからである。プレート設計者は、したがって、隣接するプレート間のサポートを提供するために、高い谷および低いピークならびに／または突起およびくぼみを使用することができる。
【０２３１】
図１８、図２１、および図２２は、３つの例示的な実施形態の各々について、異なる配置および異なる平面でのいくつかの断面を図示す概要を述べている。
【０２３２】
図１８において、ＩＭＬ（ＩＭＬ１およびＩＭＬ２）は、一定の垂直高さの直線であり、ＩＭＬ１は高さ３ｂ／４であり、ＩＭＬ２は高さｂ／４である。ＩＭＬでの高さまたは低いピークおよび高い谷のところの高さ、低いピークまたは高い谷の高さ、について与えられている実際の値は、例示的なものである。０とｂとの間の任意の高さが、一実施形態で使用され得る。
【０２３３】
図１９は、面取りタイプのＴＺを有する２つのセグメント、およびセグメント間の位相シフトがないことを、概略として例示している。ＩＭＬは、プレートを横切って垂直にジグザグしており、ピークの線に沿って３ｂ／４の高さ（セクションＤ−Ｄ）にあり、また谷の線に沿ってｂ／４の高さ（セクションＤ−Ｄ）にある。したがって、流体１（プレートの上の）は、より大きな窓を有する流体２（プレートの下）と比較して流れに対するかなり大きな障害物を有し、より大きな圧力低下（さらにはより大きな熱交換）を有することになる。
【０２３４】
図２０は、面取りタイプのＴＺを有する２つのセグメント、およびセグメント間のａ／２の位相シフトを概略として例示している。ＩＭＬは、プレートを横切って垂直にジグザグしており、ピークの線に沿って３ｂ／４の高さ（セクションＤ−Ｄ）にあり、また谷の線に沿ってｂ／４の高さ（セクションＤ−Ｄ）にある。したがって、流体１（プレートの上の）は、より大きな窓を有する流体２（プレートの下）と比較して流れに対するかなり大きな障害物を有し、より大きな圧力低下（さらにはより大きな熱交換）を有することになる。しかしながら、流体１と流体２の両方について、プレートを横切ってより多くの混合があり、両方の流体についてより多くの乱流（したがって、より高い熱交換）がある。
【０２３５】
図２１は、高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を含むセグメントＳｎの概略を例示する図である。図１５Ａに示されているように、左側のＩＭＬ１から始まり、セグメントＳｎは、遷移ゾーン、Ｖ字型の流れの経路を有する高い波状の領域、および第２の遷移ゾーンを含み、セグメントはＩＭＬ２で終わる。セグメントは、多数の横方向のピーク（太い実線）および谷（太い鎖線）を含む。
【０２３６】
図２１は、２つの遷移ゾーンおよび低い波状のゾーンを含む非標準セグメントＳｎの概略を例示する図である。図１７Ａに示されているように、左のＩＭＬ１から始まり、セグメントＳｎは、遷移ゾーンＴＺ１、低いピーク（ＬＰ）と高い谷（ＨＶ）とを含む低い波状のゾーン（ＬＷＺ）、および第２の遷移ゾーン（ＴＺ２）を含む、セグメントはＩＭＬ２で終わる。
【０２３７】
図２２は、高い波状のゾーンがＩＬＭ１からＩＭＬ２に下降する平面を含む非標準セグメントＳｎの概略を例示する図である。ＩＭＬは、一定の高さの直線であり、セグメントＳｎは、ＩＭＬ１およびＩＭＬ２によって定義される平面を含む。この実施形態の他の変更形態において、少なくとも１つのＩＭＬは、各端部で異なる高さを有することができ、少なくとも１つのＩＭＬは、少なくとも１つのセグメント側縁に対して非垂直であってよく、少なくとも１つのＩＭＬは、曲線、ジグザグ、または他の何らかの形の非直線、およびそれらの任意の組合せであってよい。
【０２３８】
図２３Ａ〜図２３Ｅは、高い波状のゾーンが複数のピークおよび谷を含むセグメントＳｎの概略を例示する図である。図２３Ａに示されているように、左側のＩＭＬ１から始まり、セグメントＳｎは、遷移ゾーン、Ｖ字型の流れの経路を有する高い波状の領域、および第２の遷移ゾーンを含み、セグメントはＩＭＬ２で終わる。セグメントは、多数の横方向のピーク（太い実線）および谷（太い鎖線）を含む。図２３Ｂ〜図２３Ｅは、それぞれ図２３Ａの線Ａ−Ａ、Ｄ−Ｄ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃに沿って取られた断面図を含む。
【０２３９】
図２３Ｂは、ピークの線に沿って通過する、線Ａ−Ａに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。セグメントＳｎのピークは、高さｈ＝３ｂ／４の低いピークから始まる。次いで、ＴＺを横切って高さｂまで上昇し、第２のＴＺに到達するまでそこに留まる。次いで、ピークは、ｈ＝ｂ／４の低いピークの高さまで下降する。
【０２４０】
図２３Ｃは、谷の線に沿って通過する、線Ｄ−Ｄに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。セグメントＳｎの谷は、高さｈ＝３ｂ／４の高い谷から始まる。次いで、ＴＺを横切って高さ０まで下降し、第２のＴＺに到達するまでそこに留まる。次いで、谷は、ｈ＝ｂ／４の高い谷の高さまで上昇する。
【０２４１】
図２３Ｄは、線ＩＭＬ２に沿って通過する、線Ｂ−Ｂに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、ＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）から高いピーク面（高さ＝ｂ）までの半分の高さにより、細長い６面を有する窓（他の３面は上の隣接するプレートに属す）の中の、この紙の平面に対して垂直である、プレートの上を流れる。流体ＦＬ１は、高いピーク面（高さ＝ｂ）からＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）までの半分の高さにより細長い６面を有する窓（他の３面は上の隣接するプレートに属す）の中のプレートの上を流れる。流れの経路は、高さ３ｂ／４と高さｂとの間の金属の小さな三角形のセグメントによって分離され、低いピークの谷は高いピークに向かって上昇する。流体ＦＬ２は、頂部が３ｂ／４にあり、中心線が０にある（基部は、次に低いプレートの低い谷面から３ｂ／４のところにある）、大きな６面の窓（他の３面は下の隣接するプレートに属す）内の、プレートの下を流れる。
【０２４２】
図２３Ｅは、線ＩＭＬ１に沿って通過する、線Ｃ−Ｃに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、基部がｂ／４にあり、中心線がｂにある（  頂部は、次に高いプレートの低い谷面からｂ／４のところにある）、大きな６面の窓（他の３面は上）の隣接するプレートに属す）を通る、この紙の平面に垂直な、プレートの上を流れる。流体ＦＬ２は、低い谷面（高さ＝０）からＩＭＬ線（高さ＝ｂ／４）までの半分の高さにより、細長い６面を有する窓（他の３面は下の隣接するプレートに属す）の中のプレートの下を流れる。流体ＦＬ２に対する流れの経路は、高さｂ／４と高さ０との間の金属の小さな三角形のセグメントによって分離され、高い谷は低い谷に向かって下降する。
【０２４３】
したがって、このセグメント設計が長手方向に繰り返される場合、各流体は、大きな窓と小さな窓とを交互に通過して流れる。熱伝達（および圧力低下）は、小さい窓では大きく、大きい窓では小さくなる。したがって、このタイプのプレート設計は、圧力低下のわずかな増加のみで両方の流体の熱伝達を増大させることができる。
【０２４４】
図２４Ａ〜図２４Ｄは、高い波状のゾーンが単一の低いピーク（ＩＭＬ２のところの）および単一の高い谷（ＩＭＬ１のところの）を含む非標準セグメントＳｎの概略を例示する図２４Ａに示されているように、ＩＭＬは、一定の高さの直線であり、セグメントＳｎは、ＩＭＬ１およびＩＭＬ２によって定義される平面を含む。この実施形態の他の変更形態において、少なくとも１つのＩＭＬは、各端部で異なる高さを有することができ、少なくとも１つのＩＭＬは、少なくとも１つのセグメント側縁に対して非垂直であってよく、少なくとも１つのＩＭＬは、曲線、ジグザグ、または他の何らかの形の非直線、およびそれらの任意の組合せであってよい。
【０２４５】
図２４Ｂ〜図２４Ｅは、それぞれ、図２４Ａの線Ａ−Ａ、ＢＢ、およびＣＣに沿って取られた断面図を含む。
【０２４６】
図２４Ｂは、ピークの線に沿って通過する、線Ａ−Ａに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。セグメントＳｎは、高さｈ＝３ｂ／４から始まる。次いで、ＴＺを横切って高さｂまで上昇し、第２のＴＺに到達するまでそこに留まる。次いで、ピークは、ｈ＝ｂ／４の低いピークの高さまで下降する。
【０２４７】
図２４Ｃは、線ＩＭＬ１に沿って通過する、線Ｃ−Ｃに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、基部がｂ／４にあり、中心線がｂにある（  頂部は、次に高いプレートの低い谷面からｂ／４のところにある）、大きな６面の窓（他の３面は上）の隣接するプレートに属す）を通る、この紙の平面に垂直な、プレートの上を流れる。流体ＦＬ２は、低い谷面（高さ＝０）からＩＭＬ線（高さ＝ｂ／４）までの半分の高さにより、細長い６面を有する窓（他の３面は下の隣接するプレートに属す）の中のプレートの下を流れる。流体ＦＬ２に対する流れの経路は、高さｂ／４と高さ０との間の金属の小さな三角形のセグメントによって分離され、高い谷は低い谷に向かって下降する。
【０２４８】
図２４Ｄは、線ＩＭＬ２に沿って通過する、線Ｂ−Ｂに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、ＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）から高いピーク面（高さ＝ｂ）までの半分の高さにより、細長い６面を有する窓（他の３面は上の隣接するプレートに属す）の中の、この紙の平面に対して垂直である、プレートの上を流れる。流体ＦＬ１は、高いピーク面（高さ＝ｂ）からＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）までの半分の高さにより細長い６面を有する窓（他の３面は上の隣接するプレートに属す）の中のプレートの上を流れる。流れの経路は、高さ３ｂ／４と高さｂとの間の金属の小さな三角形のセグメントによって分離され、低いピークの谷は高いピークに向かって上昇する。流体ＦＬ２は、頂部が３ｂ／４にあり、中心線が０にある（基部は、次に低いプレートの低い谷面から３ｂ／４のところにある）、大きな６面の窓（他の３面は下の隣接するプレートに属す）内の、プレートの下を流れる。
【０２４９】
したがって、各流体は大きな窓と小さな窓とを交互に通って流れる。熱伝達（および圧力低下）は、小さい窓では大きく、大きい窓では小さくなる。したがって、このタイプのプレート設計は、圧力低下のわずかな増加のみで両方の流体の熱伝達を増大させることができる。
【０２５０】
図２３および図２４では、相互接続する表面は平面であり、他の実施形態では、相互接続する表面は、波状であるか、または他の何らか織り目加工されてよい。その寸法は異なっていてもよく、短いか、または長くてもよい。その形状は、接続されるべき２つの隣接する中間線の形状によって特徴付けられるか、または他の何らかの形で構成され得る。
【０２５１】
図２５では、図示されている非標準セグメントは、低い波のみを含み−−この例示的な実施形態と、いずれかの側の隣接するプレートとの間には接触はないが、上で図示されているように、セグメントは、高い波および／またはサポートも含み得る。セグメントＳｎは、セグメントＳ（ｎ＋１）と相互接続され、他の側では、セグメントＳ（ｎ−１）と相互接続される。異なるセグメントは、異なる形状、寸法、および構成を有することができる。セグメントは、複数のｉ波を特徴とし、ｉは任意の数（整数または整数でない）であり、それらの波は、それぞれ、高い波のレベルのピーク以下、および／または低い波のレベルの谷以上である、低いピークおよび高い谷を特徴とする波から選択され得る。
【０２５２】
図２５Ａ〜図２５Ｄは、２つの遷移ゾーンおよび低い波状のゾーンを含む非標準セグメントＳｎの概略を例示する図である。図１７Ａに示されているように、左のＩＭＬ１から始まり、セグメントＳｎは、遷移ゾーンＴＺ１、低いピーク（ＬＰ）と高い谷（ＨＶ）とを含む低い波状のゾーン（ＬＷＺ）、および第２の遷移ゾーン（ＴＺ２）を含む、セグメントはＩＭＬ２で終わる。図２５Ｂ〜図２５Ｄは、それぞれ図２５Ａの線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃに沿って取られた断面図を含む。プレートの最も低い、高い谷と次のプレートの最も高い、低い谷との間に間隙があるので、流体は、プレートの幅全体にわたって横方向に流れることができる。
【０２５３】
図２５Ｂは、Ｓｎの低いピークおよび高い谷を横切る、線Ａ−Ａに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。この例示的な実施形態において、低いピークは高さｈ＝３ｂ／４であり、高い谷は高さｂ／４であるが、実際には、ｈ＝０からｈ＝ｂの間の任意の高さであってよい。この例示的な実施形態において、高さはＴＺ１全体を通して３ｂ／４であり、ＴＺ２では３ｂ／４からｂ／４に低下する。高さは、いずれかのＴＺの任意の部分内で高さおよび／または方向が一定であるか、もしくは変化し得ることは明らかである。流体１はプレートの上を、流体２はプレートの下を流れ、高い谷に対してｈ＝０、または低いピークに対してｈ＝ｂでない限り、流れの方向は、窓のサイズ、ならびに流体がセグメントＳｎに入る方向、およびセグメントＳｎから出る方向に依存する。
【０２５４】
図２５Ｃは、線ＩＭＬ２に沿って通過する、線Ｂ−Ｂに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、ＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）から低いピーク面（高さ＝ｂ）までの半分の高さにより細長い４面を有する窓（２面は上の隣接するプレートに属す）の中のプレートの上を流れる。流体ＦＬ２は、低いピーク面（高さ＝３ｂ／４）から低い谷線（ｂ＝０）までの半分の高さにより、幅広の４面を有する窓（他の２面は下の隣接するプレートに属す）の中のプレートの下を流れる。
【０２５５】
図２５Ｄは、線ＩＭＬ１に沿って通過する、線Ｃ−Ｃに沿って取られたセグメントＳｎの概略を例示する側面図である。流体ＦＬ１は、ＩＭＬ線（高さ＝３ｂ／４）から低いピーク面（高さ＝ｂ）までの半分の高さにより細長い４面を有する窓（２面は上の隣接するプレートに属す）の中のプレートの上を流れる。流体ＦＬ２は、低いピーク面（高さ＝３ｂ／４）から低い谷線（ｂ＝０）までの半分の高さにより、幅広の４面を有する窓（他の２面は下の隣接するプレートに属す）の中のプレートの下を流れる。
【０２５６】
したがって、流体１は小さな窓を貫流し、流体２は大きな窓を貫流し、熱伝達係数は流体２よりも流体１において高い。これは、２つの流体が著しく異なる熱伝達係数を有する場合に、またその流量、粘度、またはその両方が著しく異なる場合に有用である。
【０２５７】
高いピーク（低いピーク）よりも低い波のピークおよび低い谷（高い谷）よりも高い波の谷は、一方のプレート上のサポート突起が後続のプレート上のくぼみに出会うのに十分な深さである場合、または隣接するプレート上のサポート突起が接触している場合にのみ、サポートされる（隣接するプレートに接触する）。低いピークおよび高い谷は、圧力低下の増大と引き換えに熱伝達の乱流を改善するために使用される。隣接するサポートは、最も高い領域の一部のみに沿って接触するように互いに関して角度を付けることができる。
【０２５８】
図２６Ａは、中間線ＩＭＬ（ｎ／ｎ＋１）で交わる２つの相互接続されたセグメントの間に波のない（ｉ＝０）遷移ゾーンＴＺ（ｎ）およびＴＺ（ｎ＋１）を有する実施形態の概略を例示している。遷移ゾーンは対称的な鏡像を形成する。（図示せず）中間線が高いピークの半分の高さ（ｈ１＝ｂ／２）を有するときに、流体１が流れ得る断面領域である、窓１内の流体１（ＦＬ１）の流れに対する障害物は、流体２が流れ得る断面領域である窓２内の流体２（ＦＬ２）の流れに対する障害物に等しい。しかしながら、中間線が異なる高さにある場合、非限定的な例では、ｘ＝ｂ／４として、ｈ１＝３ｂ／４＝ｂ／２＋ｘであり、窓１内の流体１の流れに対する障害物は、窓２内の流体２の流れに対する障害物とは異なる。窓１の高さはｂ／４であるのに対し、窓２の高さは３ｂ／４であるので、流体１の障害物は、流体２の障害物（ｂ／４）よりも高い（ここでは、３ｂ／４）。
【０２５９】
中間線の高さは、相互接続するセグメントのピークおよび谷の高さに依存しないので、流体１の障害物は流体２の障害物に依存せず、流体１の流量パラメータは流体２の流量パラメータに依存しない。
【０２６０】
図２６Ｂおよび図２６Ｃは、障害物１上のＦＬ１および障害物２上のＦＬ２の流れを示しており、ＦＬ１（図２６Ｂ）に対する流れの領域３ｂ／４およびｂ／４（図２６Ｃ）をより明確に示している。
【０２６１】
図２６Ｄは、３つのセグメントＳ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）を示しており、中間のセグメントＳ（ｎ）は、特に低い波の領域を含む。窓１および２は、ｈ＝１／４によって特徴付けられる。図２６Ｅは、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｈ（Ｗｉｎ２）＝ｂ／４である構成を示している。中間セグメントＳ（ｎ）ではＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）はＴＺ（ｎ−１／ｎ）とＴＺ（ｎ／ｎ＋１）との間に設けられる。図２６Ｆは、セグメントＳ（ｎ）の右端の拡大図を示している。図２６Ｇは、流体２の流れがＯｂ２の下にある３セグメント構成、非標準セグメントＳ（ｎ）による表面を示している。ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）は、ＴＺ（ｎ−１／ｎ）とＴＺ（ｎ／ｎ＋１）の間に配置され、ｈ（Ｗｉｎ２）＝ｂ／４である。図２６Ｈは、流体２の流れがＯｂ２の下にある、３セグメント構成を示している。ＩＭＬ（ｎ−１／ｎ）は、ＴＺ（ｎ−１／ｎ）とＴＺ（ｎ／ｎ＋１）の間に配置され、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｂ／８、ｈ（Ｏｂ１）＝７ｂ／８、およびｈ（Ｗｉｎ２）＝５ｂ／８、ｈ（Ｏｂ２）＝３ｂ／８である。図２６Ｉは、ＨＷＳＡおよびＬＷＡを含む３セグメント構成を示し、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｈ（Ｗｉｎ２）＝１／４である。図２６Ｊは、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｂ／８およびｈ（Ｗｉｎ２）＝ｂ／２である３セグメント構成を示している。図２６Ｋは、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｂ／８、ｈ（Ｗｉｎ２）＝ｂ／２である異なる構成を示している。図２６Ｌは、ｈ（Ｗｉｎ１）＝ｈ（Ｗｉｎ２）＝１／４である異なる構成を示している。
【０２６２】
図２７は、上側プレートの低い波状の領域が、中間（中央）プレートとともに第１の流れの経路を形成し、右から左への流体１の乱流をもたらし、一方、中間（中央）プレートは、下側プレートとともに第２の平行な流れの経路を形成し、左から右への流体２の向流乱流をもたらす一実施形態の概略を例示している。様々な実施形態において、流体１および２の流れは、並流または向流であってよい。
【０２６３】
図２８は、サポートを含むセグメントＳ（ｎ）の概略を例示している。図２８では、Ｖというラベルを付けられた、第３の谷の少なくとも一部は、高さｂ／４であり、第３の谷の少なくとも一部は、高さ０である。谷Ｖが高さ０である配置では、次に低い隣接するプレートと接触し、プレートに対するサポートをもたらす。同様に、第３のピーク（Ｐというラベルを付けられた）の少なくとも一部は、高さ３ｂ／４であり、第３のピークの少なくとも一部は、高さｂである。ピークＰが高さｂである配置では、次に高い隣接するプレートと接触することができ、プレートに対するサポートをもたらす。サポートは、低いピークまたは高い谷の任意の部分で行われ得る。高さｂのピークの部分はすべてが隣接するプレートに接触している必要はなく、同様に、高さ０の谷の部分はすべてが隣接するプレートに接触している必要はない。
【０２６４】
それに加えて、以下に示されているＰＨＥは、セグメント間の位相シフトを含む。典型的には、以下で説明されている図において、流体１はプレートの上を流れ、流体２はプレートの下を流れる。図２９では、流体１は、高さｈ＝ｂ／４の障害物に出会うが、流体２は、高さｈ＝３ｂ／４ｂの異なる障害物に出会う。
【０２６５】
図３０は、４つのセグメントを有するプレートを例示しており、ピークの線は曲線、特に波状の領域を含み、ピークの終端部（および同様に、谷の終端部）はセグメントの一方の端部において、他方の端部よりも高く、ピーク−谷距離はセグメントを横切って同じままであるが、プレートの下（およびその上）の断面積は各セグメントを横切って変化する。セグメントｎ−１は下降セグメントであり、一番右の終端部は一番左の終端部よりも低い。セグメントｎは上昇セグメントであり、セグメントｎ＋１は下降セグメントであり、その後に別の上昇セグメントが続く。セグメント間の各ＴＺは、同様に障害物を表示する。この実施形態では、ピークおよび谷の線は、プレートの長手方向の縁に平行であり、曲線はまた、ｘ軸に沿って上昇および下降する。しかしながら、他の実施形態では、ピーク／谷の線および曲線の上昇および下降の方向が、互いにまたはプレートの縁と整列されていないことがある。
【０２６６】
図３１は、不均一な位相シフトパターンの概略を例示している。セグメントＳ（ｎ−１）は、セグメントＳ（ｎ）に関して位相シフトされないが、セグメントＳ（ｎ）は、１８０度のｎの角度位相シフト、セグメントＳ（ｎ＋１）に関してａ／２の角度位相シフトを有する。高さｈ＝ｂ／４の第１の線、高さｂ／２の第２の線、および高さ３ｂ／４の第３の線の３つの中間線がある。
【０２６７】
図３２は、不均一なＴＺパターンを示している。第１の中間線では、ピークのＴＺは同じ形状を有し、谷のＴＺは同じ形状を有するが、ピークのＴＺの形状は谷のＴＺの形状と異なる。第２の中間線では、ピークおよび谷のＴＺの形状およびサイズは同じであるが、ピークは谷とは異なる、ＴＺとの角度の範囲を定める。この角度はすべてのピークについて同じであり、角度はすべての谷について同じである。第３のＩＭＬでは、ＩＭＬの一方の側のＴＺは、ＩＭＬの他方の側のＴＺとは異なる形状とサイズを有する。上記の異なる組合せも可能である。
【０２６８】
図３３は、位相シフトされたセグメントを有する類似のプレートの概略を例示している。位相シフトは、図２６に示されているような非位相シフトプレートと比較して、さらなる乱流を誘発し、また渦流を誘発し得る。追加の乱流（および渦流）が発生するのは、１つのセグメント内の流れの経路内の流れる流体が２つの流れに分かれ、隣接する流れの経路を貫流し、次の流れの経路内の位相シフトされたピークによって引き起こされる障害物の周りを進むからである。これは、図２９において、ピークの終端部および側部によって形成される障害物を迂回するように分離し、障害物を越えて流れの経路内で再合流する線によって示されている。分離された流れと隣接する流れの経路から分離された流れとの混合があり、プレートを横切る流体の混合を増加させ、乱流を増加させることにも留意されたい。
【０２６９】
この実施形態は、隣接する上流の流れの経路からの流れが下流の流れの経路に出会い、混合されるので、乱流を高める。高い波のゾーンは、複数のピークがすべて同じ主方向（ここでは、南北）に整列されることを特徴とする。
【０２７０】
上で図示されている実施形態では、単一のＩＭＬが隣接するセグメントを分離していた。図３０では、２つの平行なＩＭＬが図示されている。各ＩＭＬ線の高さは、他のＩＭＬの高さに依存しない。このような構成は、プレートの２辺が高い障害物を含み、ｈ＞ｂ／２であるときに、流動抵抗を低減するために使用することができる。
【０２７１】
図３４は、位相シフトのない一実施形態の概略を例示している。各中間線は異なる高さを有し、最南端の中間線は３ｂ／４の高さで最も高く、中間線はｂ／２であり、最北端の中間線は最も低く、ｂ／４の高さである。流体  １  は北に向かって流れており、速度は、最南端の中間線を横切って最大であり、最北端の中間線を横切って最も低くなる。プレートの下を並行して流れている流体２について、他方では、速度は最南端の中間線に対して最も小さく，  最北端の中間線対して最も大きい。したがって、乱流は、最北端のＩＭＬで流体１に対して発生する可能性が最も高く、同様に、乱流は、最南端のＩＭＬで流体２に対して発生する可能性が最も高い。
【０２７２】
図３５は、ＴＺおよび中間線によっていくつかのセグメントが分離されているプレートのセクションの概略を例示している。  セグメントｎでは、ピーク／谷線はプレートの縁に平行である。セグメントｎ＋１では、ピーク−谷線はプレートの同じ縁に垂直である。セグメントｎ＋１は、高い谷、低いピーク、中間の波状の領域、およびピークサポートも含む。セグメントｎ＋２およびｎ＋３は互いに関して位相シフトしているが、セグメントｎ＋３およびｎ＋４は位相シフトしていない。サポートは、ＨＷＺの端部のセグメントｎ＋２において見られる。セグメントｎ＋３およびｎ＋４のピークおよび谷は平坦な頂部（底部を有している。サポートは、セグメントｎおよびｎ＋１のピーク／谷線に沿って設けられる。
【０２７３】
以下で述べられている３つの例示する図３６Ａ〜図３６Ｃは、再び位相シフトされたプレートを示している。シフトされないプレートも可能である。プレートは、特に低い波状の領域も備える。中間線ｎ＋１／ｎ＋２は、西から東に向かうときに高さを変えている。これは、ｈ＝ｂ／４から始まり、次いで中間、ｈ＝ｂ／２に来て、そしてｈ＝３ｂ／４のときに終わる。セグメントｎは、３つの波（すなわち、３つの低いピークおよび３つの高い谷）が流れの方向に垂直に超えたことを特徴とする。それらの非サポートゾーンは、低い圧力低下で低い流量をもたらす。サポート点が、隣接する近くのプレートの上および下に設けられる。この構成は、熱伝達およびプレートサポートの強化をもたらす。
【０２７４】
下図３６Ｃは、切り詰められた尾根（例えば、様々な形状および寸法の鋸歯状領域の陥凹部）として特徴付けられるピークの概略を例示している。この構造は、流れの数を増やし、速度を大きくすることを可能にする。したがって、熱伝達を改善し、圧力低下を増加させる。この例示は、上および下のサポート点、例えば、くぼみの形状の突起形状部材を示している。
【０２７５】
下図は、サポート点が配置されるジグザグ線の概略を例示している。中間線も同様にジグザグである。突起サポート線は、くぼんだサポート線の真上に整列されてよい。それらのサポートは可能であるが、必要というわけではない。ジグザグの特に低い波状の領域も開示されている。このジグザグ構造は、流れの乱流および熱交換を改善するが、それでも圧力低下を増大させるおそれがある。
【０２７６】
図３６Ａ〜図３６Ｆはサポート領域を示しているが、図３６Ｄはサポート領域の拡大を例示し、図３６Ｅおよび図３６Ｆはサポートを有する長く低い波状の領域の概略を例示している。波は、無限に長く、例えば、熱伝達領域の全長に到達し得る。
【０２７７】
図３６Ｅは、突然の障害物を含むジグザグ構造を示している、すなわち、高さの増大は、圧力低下を減少させる並進運動と回転とを組み合わせる連続的で途切れない螺旋状、渦巻き状のネジの動きをもたらす。よく似ているが、図３４は、波形によってもたらされるサポートを示している。
【０２７８】
図３６Ｆは、サポート突起（サポート点）を有するプレートの概略を例示している。サポート突起は、いくつかの可能な配置で例示されており、例えば、上向きのサポート突起は、２つの低いピークの間のＩＭＬ、高い谷内のＩＭＬ、低いピーク上のＩＭＬ、および高いピーク上のＩＭＬにおいて見ることができる。下向きサポート突起は、２つの高い谷の間のＩＭＬ、低いピーク内のＩＭＬ、高い谷上のＩＭＬ、低い谷上のＩＭＬに見られ得る。高いピークまたは低いピークの線に沿って、または高い谷または低い谷の線に沿って、または平坦な頂部のピークまたは谷の上に、上向きのサポート点または下向きのサポート点に対する他の可能な位置がある。サポート点は、また、サポート線内に貫入し得る。
【０２７９】
図３６Ｆの実施形態は、高いピークさらには低いピーク、高い谷さらには低い谷、低いピークに隣接する低い谷、高いピークに隣接する低い谷、および高いピークに隣接する高い谷を含むことに留意されたい。遷移ゾーン（伝達ゾーン）も図示されている。遷移ゾーンは、少なくとも１つの波状のゾーンを含むこともでき、波状のゾーンは、典型的には、低い波状のゾーンであるが、必ずしもそうではない。
【０２８０】
図３７は、特に低い波状の領域のサポート点の概略を例示している。
【０２８１】
図３８は、４つのセグメントを有するプレートを例示しており、ピークの線は曲線、特に波状の領域（ＥＷＡ）を含み、ピークの終端部（および同様に、谷の終端部）はセグメントの一方の端部において、他方の端部よりも高く、ピーク−谷距離はセグメントを横切って同じままであるが、プレートの下（およびその上）の断面積は各セグメントを横切って変化する。セグメントｎ−１は下降セグメントであり、一番右の終端部は一番左の終端部よりも低い。セグメントｎは上昇セグメントである。セグメントｎとセグメントｎ＋１の間には、セグメントｎ−１、ｎ、ｎ＋１、およびｎ＋２内の波の線に垂直な波を含む伝達ゾーンがある。セグメントｎ＋１は下降セグメントであり、その後に別の上昇セグメントが続く。セグメント間の各ＴＺは、同様に障害物を表示する。この実施形態では、このセグメント内のピークおよび谷の線は、プレートの長手方向の縁に平行であり、曲線はまた、ｘ軸に沿って上昇および下降する。
【０２８２】
ＩＭＬは、セグメントｎ−１、ｎ、ｎ＋１、およびｎ＋２内の波の一般的な線に垂直であるように示されている。ＴＺは、一般的に平坦であり、一般的に凸曲線を有し、一般的に凹曲線を有し、ＴＺの外側の波と整列された波を有し、ＴＺの外側の波に垂直な波を有し、位相シフトを含み、ＴＺの外側の波に対して別の角度を成し、これらの任意の組合せであってもよい。配向は、プレート軸に関して任意の方向をとり得る。ＩＭＬは、プレート軸に対して単に垂直であるだけでなく、プレート軸に対して任意の角度シータを成すことができる。２つの例示的な角度、シータ３およびシータ４が図示されている。Ｔｚは、高い谷、低い谷、高いピーク、低いピーク、およびこれらの任意の組合せを含み得る。
【０２８３】
図３９に示されているセグメントのタイプに加えて、図４０はセグメント（Ｓ（ｎ＋４）、Ｓ（ｎ＋２））の概略を例示しており、波状の領域内のピークおよび谷の隣接する列は互いに関して角度を付けられ、波状の領域は流れの経路に対してほぼ垂直な（Ｓ（ｎ＋３））および垂直な（Ｓ（ｎ＋１））流路を形成する波を有し、流路に沿った交互の波は異なる形状を有する。
【０２８４】
線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、およびＤ−Ｄに沿った側面図は、流れの経路が、垂直方向さらには水平方向のジグザグ（または他の非直線状）の縁を有することができることを示している。
【０２８５】
図４１および４２は、第１のピーク端点１（３４０１）から第２のピーク端点２（３４０２）までの間を接続する複数の当接点を有する間接的＆発散的接続を示している。ピーク端点１から、下向きに、中間の高さの当接点１ａ（３４０３）へ、次いで鞍点１ａおよび１ｂ（３４０４）へ、次いで、上昇し、類似の方式で進む。
【０２８６】
対称的／非対称的なプレート波形パターン
いくつかの実施形態において、ＰＨＥの波形パターンは、ｘｙ中間高さ平面に関して「非対称」であり、そのため、プレート側Ｕから見た突起パターンは、プレート側Ｄから見たくぼみパターンとは異なり、中間高さ平面の上の波形パターンは、中間高さ平面の下の波形パターンとは異なる。これは、対称的な波の波形とは反対であり、プレートの熱交換領域の縁を除きＰＨＥプレートの対向側の間には幾何学的パターンの違いが存在しない。
【０２８７】
非対称的な波形パターンは、対向側の間でのＨＷＺの波の形態の性質の違いを伴うものであり、これは基本波形状（正弦波、Ｖ字形波、方形波、他の波形）、曲率、傾斜角度、形状の不規則性、付加的な特徴、およびこれらの任意の組合せの違いを含み得る。それに加えて、非対称的な波形パターンは、プレートのＵ側とＤ側の間の遷移ゾーンおよび窓の違いを含み得る。非対称的な波形パターンは、隣接するセグメント間の位相シフトを含む場合も含まない場合もある。
【０２８８】
図４３〜図５５の実施形態のうちの少なくとも１つは、１つまたは複数の非対称的なプレート（７０）を通る断面図を例示しており、１つの図は単一のプレートを通る２つの断面の概略を例示し、別の図は複数のプレートを通る同じ断面を示している。太い実線は、流体の少なくとも１つに対する第１の上流断面を表し、細い実線は、その少なくとも１つの流体に対する前の断面の下流にある第２の断面を表している。この実施形態において、隣接するセグメントは、互いに関して位相シフトされる。位相シフトがあるので、流れは横方向にシフトする（例えば、プレートの下、Ｐ２からＰ１およびＰ３へ、またはプレートの上、Ｖ２からＶ１およびＶ３へ）。横方向の流れは、「窓」、すなわち、下降するピークと上昇する谷との間の減少する断面の領域を通ることになる。
【０２８９】
上向きのピーク（７２）は、下向きの谷（７３）とは異なる形状を有する。図４３Ａ〜図４３Ｄにおいて、ピークはＰ１からＰ９のラベルを付けられ、谷はＶ１からＶ９のラベルを付けられ、Ｍ１からＭ８は障害物ゾーンの鞍点を示しており、これらは断面のいずれにもないが、それらの間に入る。一番上の（または唯一の）プレートにはラベルが付けられている。第１の断面からプレートの上の第２の断面への流れに対して、第２の断面（７４）のピークの終端は、この下流側の流れに対して障害物を形成する。中間高さ平面の上および下の湾曲部の形状を変更し、積層配向を変更することによって、障害物Ｍｎの高さは制御可能である。
【０２９０】
窓の底部では、プレートの上の流れが領域Ｐ２−Ｍ２−Ｐ３で示されている。窓の頂部では、プレートの下の流れについて領域Ｖ２−Ｍ２−Ｖ３で示されている。プレートの上の流れに対する障害物は、領域Ｍ２−Ｐ３−Ｍ３−Ｖ３で示されている。プレートの下の流れに対する障害物は、領域Ｍ３−Ｐ４−Ｍ４−Ｖ４で示されている。
【０２９１】
隣接するセグメント間の位相シフトを含む、非対称的なＰＨＥプレートの波形パターン内の２つの隣接するセグメントの断面の概略が例示されている。図３６Ａ内の断面で示されているようなＨＷＺの波形の波は、中間高さ平面の上および下で異なる曲率を有する。
【０２９２】
プレート（７５）のスタックは上で示されている波形パターンを有し、非対称的な波形を有するＰＨＥプレートはｘｙ平面内で（Ｚ軸の周りで）回転された交互のプレートとともに積み重ねられている。ＨＷＺの流れ経路内のいかなる変化も、プレートスタック内の交互のチャネル間では生じない。流路（７７、１７７、ハッチング）の断面形状が図示されている。熱交換領域の縁のところの流路を除くすべての流路は、同じ断面形状を有する。プレートの上および下の流れに対する窓（８５、１８５、クロスハッチング）が図示されている。
【０２９３】
非対称的な波形を有するＰＨＥプレート（７０）のプレート積層のための別のオプションでは、面内軸（ｘまたはｙ）の周りで、ｘ−ｚ平面またはｘ−ｙ平面を通りプレートを面外に回転させる。元の配向を示す図およびプレート１が回転した状態を示す図である。このことで、形状および水力直径が変化し、より大きい水力直径（８２）とより小さい水力直径（８１）との間で交互する、流れの経路を有するプレートスタックが得られる。
【０２９４】
図は上記の元の波形パターンを有する２つのプレートの概略を例示しており、下側プレート（プレート２）は元の配向にあり、上側プレート（プレート１）は面内軸の周りで回転されている。
【０２９５】
元の配向にあるプレート（７０）に対して結果として得られるプレートスタック（８０）の概略が例示されている。一方の流体は、比較的大きな障害物ゾーン窓（１０７、垂直クロスハッチング）を有する比較的大きな楕円形のＨＷＺ断面形状（８２、右ハッチング）を通って流れ、他方の流体は、隣接する流路内の比較的小さな障害物ゾーン窓（１０３、対角線クロスハッチング）を有するより小さな星形のＨＷＺ断面形状（８１、左ハッチング）を通って流れる。プレート間の当接部（９６、９７、１０２、１０６、１０８）は、流体を分離する。プレート１について、中間高さ平面（７８）の上の曲率は、中間高さ平面（９１）の下の曲率よりも小さい傾斜を概略として例示している。第２断面（７４）のピークの終端は、この下流側の流れに対する障害物を形成する。
【０２９６】
楕円形のＨＷＺ形状（８２）については、流れに対する障害物は、上側の下流の星形形状の下半分と下側の下流の星形形状の上半分とを備える。左上象限からの流れは、窓を通過して左の下流の楕円形のＨＷＺ形状の右上象限内に入る際に反時計回りに回転される。左下象限からの流れは、窓を通過して左の下流の楕円形のＨＷＺ形状の右下象限内に入る際に時計回りに回転される。右下象限からの流れは、窓を通過して右の下流の楕円形のＨＷＺ形状の左下象限内に入る際に反時計回りに回転される。右上象限からの流れは、窓を通過して右の下流の楕円形のＨＷＺ形状の左上象限内に入る際に時計回りに回転される。以下で述べられているように、この二次的回転運動は、システムに対する熱伝達係数を高くするのを助ける。
【０２９７】
星形のＨＷＺ形状（８１）については、窓（１０３）は、楕円形のＨＷＺ形状（８２）の窓（１０７）が楕円形のＨＷＺ形状（８２）に関する大きさと比べて、星形に関してかなり小さくなっている。それに加えて、偏向の量は、流体が楕円形の形状に対する窓（１０７）を通過するのと比べて、流体が星形の形状に対する窓（１０３）を通過する場合にかなり大きい。したがって、窓を通過する際に誘発される二次回転運動の量は、流体が星形のＨＷＺ（８１）を通過する場合の方が、流体が楕円形のＨＷＺ（８２）を通過する場合よりもかなりに大きいことが予想される。
【０２９８】
上で説明されているように、障害物の周りを流れて一方のセグメントから次のセグメントに進むときに、流路からの流れは分かれて隣接する窓を通過する。大きな窓（１０７）は、流れに対する抵抗が小さく、熱伝達係数がいくぶん改善されているのに対し、小さな窓は、流れに対する抵抗が大きく、熱伝達係数も大きく改善される。熱伝達係数の改善は、窓の断面積の減少による流速の向上、流体の流れの方向の変化の結果生じ、流れの渦度の増加をもたらし、これらすべては乱流を増加させ、壁境界層の厚さを低減すると考えられている。
【０２９９】
したがって、非対称的な波の波形パターンと面内軸の周りの回転との組合せは、結果として、各流体が著しく異なる形状の流路を通過する熱交換器をもたらす。各流路は、特定の断面形状および水力直径のＨＷＺおよび窓を特徴とし、断面形状および水力直径はチャネル間で異なる。この結果、圧力低下、熱伝達対流係数、およびそれらの任意の組合せに関して２つの流体の間に実質的な差異が存在する熱交換器が得られる。これは、熱交換器内の熱伝達流体の間に流量および／または流体物理的特性の大きな差が存在する用途において特に重要である。
【０３００】
これは非対称的な波形の波のパターンがプレートの長さに沿って変化を受ける熱交換器プレートについては本発明の範囲内にある。これらの変化は、限定はしないがＨＷＺの幅および形状などの、プレートの長さに対して横方向、または限定はしないがセグメントの長さ、セグメント間の距離、ＩＭＬの形状、および障害物ゾーンの形状などの長さ方向であってよい。これは、長さ方向の相変化が予想される状況、または流れの幅方向の分布が欠けており、交互する流れの隙間の間の断面差異を形成することによって補助されなければならない状況において補助し得る。
【０３０１】
プレートの下を通過するときにＨＷＺの断面幾何学的形状が変化する一実施形態の概略が例示されている。この実施形態において、隙間の幅は一定のままであるが、ＨＷＺの周の曲率および形状は変化する。周１については、プレートの一端で、右側の周はほぼ菱形であり、隙間の形状およびサイズは、流体１および流体２の両方について同じである。左側では、周は湾曲しており、一方の列に星形の隙間があり、上および下の列（このような隣接するプレートがある場所）に楕円形の隙間があり、断面積は星形の隙間の場合に比べて楕円形の隙間の場合の方がはるかに大きい。
【０３０２】
周２から周５は、プレートの下に進み、周５はプレートの他端にある。周２の右側では、示されている菱形はわずかに狭くなっており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の菱形はわずかに広がっている。周２の左側では、示されている星形はわずかに広くなっており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の楕円形はわずかに狭くなっている。
【０３０３】
周３の右側では、示されている菱形はさらに狭く、広い星形形状を明らかに示しており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の菱形はさらに広がり、狭い楕円形を明らかに示している。周３の左側では、示されている星形はさらに広くなっており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の楕円形はさらに狭くなっている。
【０３０４】
周４の右側では、示されている菱形は周３からさらに狭く、より狭い星形形状を示しており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の菱形は周３からさらに広がり、より広い楕円形を明らかに示している。周４の左側では、示されている星形は周３からさらに広がり、狭い菱形になっており、上（および下、いずれか存在している方）の列内の楕円形は周３からさらに狭く、広くなった菱形を明らかに示している。
【０３０５】
プレートの他端では、周５によって示されるように、右側では、示されている菱形は狭い星形形状になっているが、示されている菱形は幅広の楕円形になっている。左側では、隙間のすべてが菱形である。
【０３０６】
このタイプの実施形態の一変更形態では、一方の流体が、プレートの一端で狭い星形形状の隙間を通って流れ、プレートの中心付近で菱形に遷移し、流体は、プレートの対向端で広い楕円形の隙間を通って流れる。このタイプの実施形態のこの変更形態では、他の流体は、プレートの一端で幅の広い楕円形の隙間を通って流れ、プレートの中心付近で菱形に遷移し、他の流体は、プレートの対向端で狭い星形形状の隙間を通って流れる。
【０３０７】
いくつかの変更形態において、隙間の断面の形状は、プレート（図示せず）を横切って変化し、非限定的な例では、一方の流体に対する１つの列内の一番右の隙間は狭い星形形状を有し、その流体に対するその列内の中心隙間は菱形の形状であり、その流体に対するその列内の一番左の隙間は広い楕円形形状を有し、隙間の形状は列を横切って徐々に変化する。他方の流体については、上の列内の隙間は、反対方向に変化し、右に広い楕円形の形状を有し、左に狭い星形の形状を有する。また、両方の変更形態を組み合わせることも可能であり、一端の左の狭い星形は星形の形状であり、左の他端は楕円形であり、右では楕円形は星形に遷移する。
【０３０８】
プレートの下を通過するときに隙間の幅が変化する一実施形態が示されている。蒸気（または他の凝縮可能な流体）は広い隙間を介して底部に入り、液体凝縮物は狭い隙間を介して入る。蒸気の隙間は下流を通過するときに狭く、液体凝縮液の間隙は広がる。ＰＨＥの下流端では、図の頂部において、（蒸発した）凝縮物は広い隙間を介して出て行き、（凝縮された）凝縮可能な液体は狭い隙間を介して存在する。
【０３０９】
ＰＨＥへの入口付近の線Ｃ−Ｃに沿った断面の概略が例示されている。下側の列内の蒸気の隙間は広く、液体凝縮物の隙間は狭くなっている。
【０３１０】
プレートの中央付近では、線Ｂ−Ｂに沿った断面、蒸気の隙間（下側の列）と液体凝縮物の隙間（上側の列）はほぼ同じ幅である。
【０３１１】
プレートの出口端付近では、線Ａ−Ａに沿った断面、蒸気の隙間（下側の列）は狭く、上側の列の液体凝縮物の隙間は広い。
【０３１２】
これらのタイプの実施形態は、ＰＨＥを通過するときに蒸気が凝縮し、液体凝縮物が蒸発することが望ましい場合に有用である。
【０３１３】
熱伝達率および圧力低下に対するＨＷＺ断面積の比の効果を推定する一方法は、次の導出を使用して見出すことができる。
【０３１４】
無次元の熱伝達ヌセルト（Ｎｕ）数は次のように定義される。
Ｎｕ≡（ｈ−ＤＨ）／ｋ    （１）
【０３１５】
ＤＨは水力直径であり、４Ａ／ｐとして定義され、ｈは流体対流係数であり、ｋは流体熱伝導係数であり、Ａは断面表面積であり、ｐは断面ぬれ縁である。
【０３１６】
プレート式熱交換器の流れのヌセルト数は、次のようにシーダー・テートの式として書くことができる。
ｌＶｉｌ＝Ｃ１ＲｅａＰγｂ（μｗ／μ）ｃ      （２）
【０３１７】
この式の中のヌセルト数は、次の無次元の数に依存する。
レイノルズ数：  Ｒｅ≡（ｐｕＤＨ）／ｐおよびプラントル数：  Ｐｒ≡ｐＣｐ／ｋ
ｐは密度であり、ｕは流速であり、μは流体体積粘性率であり、ｐｗは壁境界における粘度、Ｃｐは熱容量である。Ｃ１、ａ、ｂ、ｃは、ＳｉｅｄｅｒとＴａｔｅによって実験的に決定された定数であり、広い範囲の断面形状および水力直径に対して水力直径および断面形状に依存しない定数である。
【０３１８】
式（１）と（２）を組み合わせることで、ヌセルト数Ｎｕが除去され、次のような式が得られる。
2021527192.tif 000003
したがって、
2021527192.tif 000004
【０３１９】
各流体ｉに対するレイノルズ数Ｒｅは、次のように書くことができる。
2021527192.tif 000005
【０３２０】
2021527192.tif 000006
は体積流量であり、ｒｉｑは各流体に対する質量流量であり、流速ｉｑは隙間の断面積に依存して反比例し、
2021527192.tif 000007
である。
【０３２１】
したがって、レイノルズ数Ｒｅは、質量流量と周から決定されるものとしてよく、断面積には依存しない。この新規性のあるＰＨＥプレートの設計では、２つの流体に対する２つの異なる隙間は同じ壁を共有し、２つの隙間の断面積の周は同じであり、したがって２つの流体が同じ質量流量および粘度を有する場合、隙間の断面積および形状が非常に異なっていても、結果として得られるレイノルズ数Ｒｅは同じである。
【０３２２】
典型的なＰＨＥでは、２つの流体に対する隙間の周は、一方の流体の隙間と他方の流体の隙間との間の境界であるので同一である。
【０３２３】
したがって、典型的なＰＨＥでは、２つの流体に対して粘度および質量流量が同じである場合、２つの流体についてレイノルズ数も同じになる。
【０３２４】
式（３）から、対流係数ｈはレイノルズ数に関係しており、水力直径に反比例している。また、流体の流体特性にも依存する。
【０３２５】
２つの流体の流体特性が同じで、２つの流体の質量流量が同じである場合、式（３）から、対流係数は、対流係数は水力直径にのみ依存し、典型的なＰＨＥでは、水力直径が大きい隙間を通過する流体は、隙間の形状に依存することなく、より小さい対流係数を有することになる。
【０３２６】
所与のプレート式熱交換器について、一般的な熱伝達係数は、次のように、両方の流体の対流係数、両方の流体の間を隔てる壁の伝導係数、および汚れ係数の逆数の和となる。
2021527192.tif 000008
【０３２７】
Ｕは熱交換器の一般熱伝達係数であり、ｈ１は第１の流体の熱伝達係数であり、ｈ２は第２の流体の熱伝達係数であり、ｋｗは壁伝導係数であり、ｔｗは壁厚さ、ＦＦは汚れ係数である。
【０３２８】
したがって、熱交換器プレートの幾何学的形状は、２つの流れている流体に対する異なる隙間の断面積の値で選択されてよく、この場合、結果として得られる熱交換器の一般熱伝達係数は必要に応じて選択されることになる。
【０３２９】
各流れている流体に対するプレート式熱交換器内の圧力低下を推定する一方法は、ダーシー・ワイスバッハの式を使用する。
2021527192.tif 000009
【０３３０】
ΔＰは流体圧力低下であり、ｆＤはダーシー摩擦係数であり、Ｌはプレートの流れの長さであり、ｇは重力定数である。
【０３３１】
流速ｕｉは、関係式
2021527192.tif 000010
によって定量化されるように、隙間の断面積に依存して反比例する
【０３３２】
ダーシー・ワイスバッハの式は次のように変換され得る。
2021527192.tif 000011
【０３３３】
この推定値を使用することで、例えば、面積と圧力低下との間の三乗関係により、隙間の断面積を２倍にすると流れの圧力低下が８倍減少することになる。
【０３３４】
図３５は、長手方向のセグメント化の概略を例示している。プレートガスケット領域（ＧＡ）の断面が、図の左側に示されている。プレートの長手方向（ｘ）軸は、セグメントＳ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋２）のピーク（実線）／谷（鎖線）の長手方向軸（ｙ軸と平行）に垂直であり、ピーク／谷は、セグメントＳ（ｎ−１）およびＳ（ｎ＋１）に対してＮＷ／ＳＥの角度を成す。中間線（ＩＭＬ）は、セグメントＳ（ｎ−１）およびＳ（ｎ−２）の左および右の縁で波状である。他のＩＭＬ（破線）は直線である。
【０３３５】
相変化する材料が参照されることに変わりはない。一定の気体から液体へのプレート式熱交換器または蒸発器（液体から気体への相変化）、または他の何らかの形での気体から液体への相変化（凝縮器）が本明細書において開示されている。これは水平（または垂直）プレートを含み、一緒に積み重ねられた、各２つの隣接するプレートは、少なくとも１つの流れの経路を形成する。この流れの経路内で、流体が流され、ガスの冷却または加熱のいずれかの役割を果たす。プレートは、ガスケット、ろう付け、溶接などの手段で封止される。
【０３３６】
流体が隣接する障害物の間の領域を横切って流動可能であるＰＨＥのプレートの概略が例示されている。領域のサイズは、隣接する障害物の長さに沿って変更され得る。窓（例えば、開口、開口部、流体が全体を通して流れるように開いている断面）が、隣接する障害物によって囲まれる最小の領域に形成される。流体１は、流体２が少なくとも１つの第２の窓を通って流動可能である、少なくとも１つの第１のタイプの窓を通して流動可能である。セグメント内で、第１のタイプの窓のすべての窓は、類似の形状およびサイズを有する。本発明の一実施形態において、第２のタイプの窓のすべての窓は、類似の形状および／またはサイズを有する。本発明の別の実施形態では、タイプ１の窓は、タイプ２の窓とは異なる形状を有する。本発明の一実施形態では、タイプ１の窓およびタイプ２の窓からなる群のうちの少なくとも１つは、プレートを下る距離とともにサイズを変える。前述の図に概略を例示されているプレートによって、提供される様々な実施形態が有用であり、プレートを下る距離とともにタイプ１の窓はサイズが大きくなり、タイプ２の窓はサイズが小さくなる。代替的に、プレートを下る距離とともにタイプ１の窓はサイズが小さくなり、タイプ２の窓はサイズが大きくなる。さらに代替的に、プレートを下る距離とともにタイプ１の窓はサイズが大きくなり、タイプ２の窓はサイズが大きくなる。さらに代替的に、プレートを下る距離とともにタイプ１の窓はサイズが小さくなり、タイプ２の窓はサイズが小さくなる。それらの代替的形態の組合せも可能である。図に表記されている例（例えば、図４４、広い窓４１および狭い開口部４２）では、タイプ１の窓およびタイプ２の窓からなる群のうちの少なくとも１つは、プレートを下る距離とともに形状および／またはサイズを変える。図４４の窓の形状およびサイズは、４１〜４２の内径軸に沿って、Ａ−Ｃとマークされた３つの異なる断面に例示されている。
【０３３７】
別の実施形態による、４つの非対称プレート１２０のスタック１１０は、それぞれ、８段階の流れを示す。各プレート１２０は、非同一の突起およびトレンチを有するように構成される。各突起１１２は正弦的であるが、隣接する突起１１２の間に連続的に延在する各トレンチ１１３は中空であり、トレンチの中心線に局所的な陥凹部１１６を有する。スタック１１０は、２つのタイプの隙間１２４、１２６により配置構成されており、これらの隙間１２４、１２６を通して、２つの異なる流体が、それぞれ、異なる隙間の幾何学的形状により熱伝達の増加を促進するように流れる。隙間１２４内を流れる第２の流体は、比較的高い圧力低下を受け、比較的高い熱伝達係数を与えられる。隙間１２６内を流れる第１の流体は、第１の流体に関して低い圧力低下を受け、比較的低い熱伝達係数を与えられる。スタック１１０内では、複数の隙間１２４が整列され、複数の隙間１２６が整列され、一対のバンク部分１１８および１１９は、隙間１２４および隙間１２６の隣接する対に共通である。星のような隙間１２４は、一対の対向して配向され、整列された正弦波状突起１１２と、一対の対向して配向され、整列された側面突起１１４の内部内に画成され、各々、正弦波状突起１１２と同様の形状をしているが、より狭く、わずかに尖った端部で終端している。正弦波状突起１１２の各バンクは、２つの連続するバンク部分、第１の隣接−ピーク間バンク部分１１８および第２の遠位−ピーク間バンク部分１１９を備えて構成され、側面突起１１４の一部を画成し、対応する陥凹部１１６に延在する。各側面突起１１４の中心線は、突起１１２の中心線から約９０度の角度の間隔をあけて並ぶ。この配置構成では、第１のトレンチ間当接領域１２７は、一対の突起１１２の当接するピークに形成され、第２のトレンチ間当接領域１２８は、隣接する隙間１２４の２つの側面突起１１４の当接部に形成され、それぞれ陥凹部１１６に収束する。六角形の隙間１２６は、２つの第１のトレンチ間当接領域１２７および２つの第２のトレンチ間当接領域１２８を形成するように配置構成されている４対のバンク部分１１８および１１９の内部内に画成されている。これからわかるように、星状の隙間１２４は比較的小さな水力直径を有し、六角形の隙間１２６は比較的大きな水力直径を有する。さらに先では、大部分の上側のスキームにおいて、第１および第２の流体は、別個の流路内を流れる。第２のスキームは、第１のセグメントの中間の隙間１２４を貫流するときの第２の流体を例示している。第３のスキームは、第１のセグメントを出て障害物１２９に衝突し、その後、偏向され、窓１２３を貫流する第２の流体を例示している。下の第４のスキームは、第１のセグメントの下流にある第２のセグメントの中間のところの隙間１２４を貫流するときの第２の流体を例示しており、これは第２のセグメントのトレンチが第１のセグメントのトレンチに関して横方向にオフセットされていることを示す。
【０３３８】
高い断面および低い断面に対して何らかの可能な境界幾何学的形状がある。２つのプレートは、絞り厚さが互いに異なり得る。幾何学的形状、形状、波幅、断面積、シートの厚さなどがある。類似のプレート配置構成があり、２つのプレートは異なる断面積を有し、また位相シフトされた部分を有する。高いおよび低い断面領域の流れの経路が、２つのプレート、および４つの隣接するプレートを伴う他の幾何学的形状によって設けられる。
【０３３９】
プレート７０は、非同一の突起および溝を有するように構成される。各突起７２は正弦波状であるが、隣接する突起７２の間に連続的に延在する各トレンチ７３は半円形である。さらに上の上流セグメントは太線で示され、下流セグメントは細線で示されている。障害物７４は、上からは正弦波状の線によって、下からは半円形の線によって囲まれ、例えば、障害物は点Ｍ２−Ｐ３−Ｍ３−Ｖ３で区切られている。流れは、障害物７４によって横方向に間隔をあけた２つの窓、例えば窓Ｐ２−Ｍ２−Ｐ３およびＰ３−Ｍ３−Ｐ４に迂回される。
【０３４０】
各隙間７７が、対向する配向の正弦波状突起７２と半円形トレンチ７３の当接によって画成されるように配置構成されている８つのプレート７０のスタック７５が示されている。第１の隙間の半円形トレンチは、第２の隙間の正弦波状突出部のピークに当接する。２つの類似の配向の障害物７４は、各隙間７７内に投影されている間に、相互に当接する。すべての隙間、障害物、および窓は同一である。
【０３４１】
２つの対向して配向されているプレート７０の配置構成は、正弦波状突起７２の各対が互いに当接するように整列され、半円形トレンチ７３の各対は互いに当接するように整列されるような仕方で提供される。
【０３４２】
２つのタイプの隙間８１、８２とともに配置構成されている８つのプレート７０のスタック８０が示されている。隙間８１は、対向して配向されている一対の正弦波状トレンチの当接によって画成され、隙間８２は、対向して配向されている一対の半円形トレンチの当接によって画成される。スタック８０内では、複数の隙間８１が整列され、複数の隙間８２が整列され、湾曲した周表面の部分９１は、隙間８１および隙間８２の隣接する対に共通である。この配置構成では、対向して配向され、整列されているトレンチは、トレンチ間当接領域９６または９７で当接しており、そこから複数の湾曲した周部分９１が延在している。
【０３４３】
対向して配向されているプレート７０は、互いに当接して整列されているので、隙間８１、８２の各々の中に突出している一対の障害物も対向して配向されている。したがって、隙間８１内に投影された一対の対向して配向されている障害物７４の各々の半円形線７８は、障害物間当接領域１０２において互いに当接している。２つの小さなサイズの菱形窓１０３、すなわち、各々隙間８１の面積の約１０％の面積を有する窓１０３が、障害物７４が投影されない隙間８１の残りの領域によって画成される。各窓１０３は、障害物間当接領域１０２と隣接するトレンチ間当接領域９７との間の空間を占有する。
【０３４４】
また、隙間８２内に投影された一対の対向して配向されている障害物７４の各々の正弦波状線の狭い末端線は、障害物間当接領域１０６において互いに当接している。２つの比較的大きなサイズの菱形窓１０７、すなわち、各々隙間８２の面積の約２５％の面積を有する窓１０３が、障害物７４が投影されない隙間８２の残りの領域によって画成される。各窓１０７は、障害物間当接領域１０６と隣接するトレンチ間当接領域９６との間の空間を占有する。
【０３４５】
この配置構成は、隙間を画成する各トレンチの構成および対応するトレンチに投影される障害物の構成を慎重に選択することによって、流体が下流の横方向にオフセットされたトレンチに迂回される窓のサイズをカスタマイズする助けとなる。窓のサイズは、所与の間隙を貫流する流体の、所与の流量特性、所望の乱流の程度、および温度に応じてカスタマイズされる。流量特性は、流体を送出するポンプの流量、および流体が障害物に衝突する前に流れるトレンチの長さおよび幅の影響を受ける。
【０３４６】
流れの経路に隣接して設けられている１つまたは複数のプレートでは、ガスが流れる。
【０３４７】
湿式プレートは、プレートの一方の長辺（リム）から反対側にガスの流れを導くように構成されている、流れの経路の配列、または代替的に、少なくとも１つの流れの経路で囲まれている。ここでは、プレートの西側からその東側へである。
【０３４８】
このようなプレート（フィン）のスタックは、ガス側の表面積の増大によって特徴付けられ、ガスプレートのスタック内のプレートからプレートへのサポート点を介して、端部に配置されている湿式プレートへの伝導によってエネルギー（加熱または冷却）を液体に伝達する。
【０３４９】
それぞれ低い圧力低下で、高いガス流量および高率の熱交換を許す配置構成が示されている。
【０３５０】
湿式プレートは、その周上にシールガスケットを備え、流体の漏れをブロックする。すべての流れの経路は、少なくとも１つの入口と最後の１つの出口を備える。それらの入口または出口は、他の流れの経路またはプレートまで超えて延在し得る。それらのプレートの間には、少なくとも１つのガスプレートが設けられている。それらのプレートは、湿式プレート内の開口部に、または開口部から液体が流れる、少なくとも１つの封止された開口を備え得る。
【０３５１】
ガス（乾式）プレートは、穿孔プレート、織り目加工プレート、ガイド部材を備えるプレート、およびこれらの組合せからなる群から選択され得る。
【０３５２】
スタックは、圧力をタイロッドに伝達するように構成されている、様々な手段、例えば、構造化されたプレートによって強制される。タイロッドは、例えば、スタックを固定し、熱交換を助けるように構成されている細長ロッドである。
【０３５３】
プレートは、少なくとも２つの液体開口部（入口／出口）を備える。代替的に、プレートは、少なくとも３つの開口部を備え、少なくとも１つは蒸発器に液体を供給する、または凝縮器からの凝縮液を励起するための液体に対する液体開口部である。
【０３５４】
代替的に、ガスプレートは、液体プレートの間に挿入される。湿式プレートは湿式プレートが隣接する湿式プレートをサポートするような方式で描かれており、ガスプレートは湿式プレートの間に配置されている。乾式プレートが湿式プレートの開口部の領域内に配置されていないような配置構成が示されている。この配置構成の１つの利点は、知られているフィン収容熱交換器と比較して、スタックがそれぞれ強く、熱交換が高く、時間に関して一定であることである。
【０３５５】
ポートの一実施形態が図５６に概略として例示されている。ポートのこの新規性のある実施形態において、使用中にガスケットを適所に保持するのに役立つポートの周囲のピークおよび谷は、ポートの周上の頭から尾までの角度方向に配向されている。好ましくは、隣接するピークは、高いピークから低いピークへの配置構成がポートの周の少なくとも一部を取り囲むように少なくとも部分的に重なる。好ましくは、角度を付けて配置構成されている高いピークから低いピークへの部分は、ポートの縁側にあり、好ましくは、ポートのプレート側のピークは、約１０°よりも大きく、約９０°よりも小さい周に対する角度で配置構成される。プレート側の角度を付けられた配置構成は、流体がガスケットの周りに染みだして補間空間内に染み込むことを許し、一方、縁側、好ましくはポート間の角度を付けられた配置構成は、外へ出る漏れを最小限に抑えるが、低いピークを越えてプレートの中心に向かうわずかな漏れを許す。高いピークおよび低いピークの当接は、ガスケットの蓋を強化し、ポートおよびガスケットの領域におけるプレートの曲げを最小限度に抑え、それによって、同じプレート厚さでより高い圧力、または同じ圧力でより薄いプレートを使用可能にする。プレート側の高いピークから低いピークおよび角度を付けられた高いピークによって使用可能にされたより強力なサポートはまた、より大きなポートを使用することを可能にし、それによって流体のスループットを高め、および／またはシステム全体の圧力低下を減少させることを可能にする。プレート側の対角線のピークは、また、流体の流れを導くのに役立ち、流体はより短い距離でプレートを横切ってさらに広がり、それによって、プレート式熱交換器領域の使用の高率を高める。
【０３５６】
新規性のあるポート配置構成は、流体流路の従来の配置構成、または本明細書において上で開示されている流体流路の新規性のある配置構成のいずれかとともに使用することができる。図５６の例示的な実施形態では、セグメントは互いに関して角度を付けられ、ＴＺ内の障害物はセグメント間の中間線にある。
【０３５７】
少なくとも第１、第２、および第３の同一の積層プレートを備えるプレート式熱交換器が開示されることは、本発明の範囲内にある。熱交換器の構成は、第１のプレートと第２のプレートとの間に画成されている第１の流れの経路を横切って流れる第１の流体と、第１の流体と熱交換関係にあるように第２のプレートと第３のプレートとの間に画成されている第２の流れの経路を横切って流れる第２の流体とに合わせてカスタマイズ可能である。少なくとも第１のプレート、第２のプレート、および第３のプレートの各々は、第１の側面および第２の側面を有し、以下のうちの少なくとも１つで形成される熱遷移ゾーンを備える。
【０３５８】
Ｉ．非対称波パターン：周期的に形成されたクレストとトラフとを備える非対称的な波のパターンであって、クレストの少なくともいくつかは隣接するトラフの少なくともいくつかとは異なる形状を有することを特徴とするように配置構成されている、非対称的な波のパターン、および／または
【０３５９】
ＩＩ．クレストおよびトラフのうちの１つを区切る各突起のピークにおけるクレスト−トラフ当接領域。クレスト−トラフ当接領域は、プレート式熱交換器の隣接するプレートの対応するクレスト−トラフ当接領域と当接関係で位置決めされ、クレストの１つおよび隣接プレートのトラフの１つによって区切られた隙間をもたらし、流体は流れの経路のうちの１つを横切って流動可能である。
【０３６０】
本発明の一実施形態において、第２のプレートは、第２のプレートの第２の側面が第１のプレートの第２の側面に隣接し、第２のプレートの第１の側面が第３のプレートの第１の側面に隣接するように第１および第３のプレートの配向とは反対の配向を有する。
【０３６１】
本発明の一実施形態において、第１のプレートのクレストおよび第２のプレートのトラフによって区切られた複数の第１の隙間は、第２のプレートの配向が第１のプレートおよび第３のプレートの配向とは反対であることにより、第２のプレートのクレストおよび第３のプレートのトラフによって区切られた複数の第２の隙間の各々とは異なる水力直径を有する。
【０３６２】
熱遷移ゾーンが次のうちの１つまたは複数を使用してさらに形成されるということも、本発明の範囲内にある。
【０３６３】
ｉ．横方向に隣接する不連続な溝の複数の別々のセグメント。不連続な溝の少なくとも一部が、縦方向に伸び、熱遷移ゾーンの長さより短い長さを有し、２つの別々の突起によって横方向の境界を示された１つまたは複数の表面によって定められ、これらの突起の間に、１つまたは複数の表面が置かれる。第１のセグメントに縦方向に隣接し、第１のセグメントのすぐ下流にある第２のセグメントの溝のすべてから、第１のセグメントの溝のすべてが横方向にずれるように、複数のセグメントが、互い違いの編成で配置される。
【０３６４】
ｉｉ．複数の横方向に隣接する単一の表面の障害物を含んでいる、第１および第２のセグメント間の遷移ゾーン。これらの障害物は、障害物の各々が第１のセグメントの対応する溝から出る流体の流体経路に位置し、流動流体が、障害物によって、前述の第２のセグメント内にそれぞれ含まれている２つの異なる不連続な溝に向けられた２つの経路に偏向されることを引き起こすように、配置される。および／または
【０３６５】
ｉｉｉ．障害物のうちの少なくとも一部。これらの障害物は、対応する隙間に投影された障害物間の当接領域で、隣接するプレートの障害物のうちの１つと当接する関係にあり、偏向された流体が流れる窓が、対応する隙間に投影された空間によって定められ、対応する隙間は、投影された障害物間の当接領域と、隣接する溝間の当接領域との間の投影された障害物によって占有されない。
【０３６６】
第１の流れの経路の対応する隙間によって定められた窓のサイズおよび／または形状が、第２の流れの経路の対応する隙間によって定められた窓のサイズおよび／または形状と異なり、第１の流体の特性に従ってカスタマイズされるということも、本発明の範囲内にある。
【０３６７】
第１の流れの経路に関する、対応する隙間の投影された面積に対する窓の面積の比率が、第２の流れの経路に関する比率と異なるということも、本発明の範囲内にある。
【０３６８】
好ましい実施形態の文脈において本明細書に記載された上記の本発明の実施形態は、本発明の実施形態の思想および範囲から逸脱することなく、それらの実施形態の変更および変形が行われてよいため、本発明の実施形態を提供されたそれらの実施形態の詳細のすべてに制限しているとして受け取られるべきではない。
【実施例１】
【０３６９】
蒸留工程中の粘性石油の工業用冷却
蒸留されている油は、通常、約３０℃で動作する冷却塔を利用した後に、冷水によってさらに冷却することによって、約１００℃の温度から約３５℃の温度に冷却される。電気を大量に消費する冷却装置の動作を必要とする、冷水を使用する第２の段階ができるだけ小さくなるように、冷却塔の段階からできるだけ低い温度を達成する（冷却塔の水温にできるだけ近くなる）ことは、有利である。石油は、特に低い温度で極めて高い粘度を有しているため、層流を防ぐことが困難であることがあり、油の低い熱伝達係数ｈおよび非常に高い流れ抵抗をもたらす。
【０３７０】
前述したように、非対称の隙間の断面領域を有するプレートを含むＰＨＥを使用して、熱伝達を増やし、圧力低下を減らすことができる。熱交換器内の油の相対的流量は、冷却に使用される水の相対的流量の約３０分の１以下であるため、石油が小さい隙間を有するＰＨＥの流路内を流れるＰＨＥの構成によって、ＰＨＥ内の石油の流れが乱流になることを保証することができ、許容できる圧力低下を維持しながら、熱伝達を大幅に改善する。大きい流量によって特徴付けられる冷却水は、大きい隙間を有するＰＨＥの流路内を流れ、冷却水の圧力低下を最小限に抑える。このようにして、圧力低下を減らしながら、同じサイズの従来のプレート熱交換器に対して、全体的な熱伝達率が改善される。これは、この新しいプレート設計を使用して、ＰＨＥの必要な熱伝達面積を、ＰＨＥのコストと共に減らすことができるということを意味する。
【実施例２】
【０３７１】
熱によって引き起こされた重力流（熱サイフォン）
熱サイフォンでは、ポンプを必要とせずに、熱によって引き起こされた重力流に起因して、流体のうちの１つが流れる。この種の応用には、最小限の流れ抵抗および十分な熱伝達率を有するＰＨＥが必要とされる。
【０３７２】
前述したように、非対称の隙間の断面領域を有するプレートを含むＰＨＥを使用することによって、熱によって引き起こされた重力流の下で流れる流体（ＰＨＥの熱サイフォン側）に関して、最小限の流れ抵抗を有するＰＨＥを実現する。
【図１】
2021527192.tif 000012
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ−Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ−Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ−Ｃ】
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【図２３Ｄ−Ｅ】
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【図２４Ａ−Ｂ】
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【図２４Ｃ−Ｄ】
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【図２５Ａ−Ｂ】
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【図２５Ｃ−Ｄ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２６Ｆ】
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【図２６Ｇ】
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【図２６Ｈ】
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【図２６Ｉ】
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【図２６Ｊ】
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【図２６Ｋ】
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【図２６Ｌ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
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【図３６Ｅ】
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【図３６Ｆ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９−１】
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【図４９−２】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【国際調査報告】
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