CN113167554A - 板式热交换器的板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于板式热交换器(PHE)的改进的板，该板式热交换器的参数是专门设置的、以在包括各种具有不同物理和化学特性的至少一种第一流体和至少一种第二流体的组的工业操作中使用，并且因此需要不同的两组或更多组与PHE相关的参数。本发明还公开了使用和制造该板式热交换器的方法。

Description

板式热交换器的板

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月7日提交的IL 259897、于2018年7月25日提交的IL260785、于2018年9月9日提交的IL 261690、于2018年10月11日提交的IL 262330和于2019年4月25日提交的US 62/838322的优先权；上述文献的公开内容均在此通过参引并入本文中。

技术领域

本发明涉及板式热交换器的板的领域。

背景技术

热交换器用于促进流体之间在无直接接触的情况下的热能传递。板式热交换器(PHE)是这样的热交换器：该热交换器包括一系列波纹板，所述一系列波纹板以使得促进流动通过第一对板的第一流体与流动通过第二对板的第二流体之间的热传递的方式堆叠在一起，使得这些板中的一个板为第一对板和第二对板所共用。许多板式热交换器具有以下述方式各自带有交替的突起和沟槽的图案的板：第一板的突起抵接第二板的相应的突起，以在它们之间限定一间隙，热传递促进流体流动通过该间隙，例如参见US 4915165；US2016/0341484；US 2014076527。IL专利申请No.IL 259897作为参引并入本文中。第一流体和第二流体沿着相对于彼此是顺流或是逆流的路径流动。

热交换器波纹板中的一些热交换器波纹板具有波状波纹图案比如人字形图案，这提高了热交换器波纹板的热传递能力但造成了压降的损失。这些图案就板长度、宽度和深度尺寸而言本质上是对称的。当具有这种性质的板堆叠在一起时，形成的流动通道在形状上是相同的，使得所有得到的流动路径在这两种流动流体之间是相等的。

PHE设计成使热传递系数最大化并使流动阻力最小化。高的热传递速率允许使用减小的热交换表面积，从而由于热交换器的较小尺寸而使热交换器的成本降低。低的流动阻力使得输送热交换流体的泵的所需尺寸减小并使得所需的泵送功率减小，从而使设备和运行成本降低。

长期以来，需要具有下述这种改进的PHE：该改进的PHE的参数是专门设置的、以在包括各种具有不同物理和化学特性的至少一种第一流体和至少一种第二流体的组的工业操作中使用，并且因此需要不同的两组或更多组与PHE相关的参数。

发明内容

因此，本发明公开了一种用于PHE的板。该板的特征在于具有长度X(在下文中称为“主纵向轴线”，指向北)、宽度y(横向轴线)和高度Z；向上的表面(UP)和相反的表面(DOWN)。该板通过突起的峰和凹陷的谷的阵列而呈波纹状。上峰&谷和下峰&谷在后文中分别表示为P’、V’、P”和V”。P’大致位于表示为(上-)峰平面的单个平面上。V”大致位于表示为(下-)谷平面的单个平面上，高度是从谷平面测量的。P’与V’之间的距离以及P”与V”之间的距离分别表示为绘制深度b’和b”。P’与P”之间的金属片厚度或V’与V”之间的金属片厚度全部都表示为t。板厚度等于t+b’＝b＝t+b”。较低峰、即LP’沿着Z轴等于或低于峰P’。较低峰、即LP”沿着Z轴等于或低于峰P”。高谷、即HV’沿着Z轴等于或高于谷V’。高谷、即HV”沿着Z轴等于或高于谷V”。板n能够与相邻的板(n-1，下板)和板(n+1，上板)沿着Z轴堆叠，n为整数数字。

在堆叠时，板(n-1)的峰P’抵接(支撑)板(n)的谷V”，并且板(n)的峰P’抵接板(n+1)的谷V”。此外，在堆叠时、并且在两个相邻的板之间，提供了用于流体流动的间隙(通道)，通道最大高度等于或低于b’+b”。通道通过垫圈或者通过钎焊、铜焊、3D打印或任何其他密封技术而被密封。每个通道包括至少一个入口端口和至少一个出口端口，所述至少一个入口端口和所述至少一个出口端口由板中的孔提供或者通过在两个相邻的板之间中未密封的情况下的间隔而提供。另外，在堆叠时，流体1和流体2分别在板n的上方和下方流动。流体2在板(n-1)的上方流动，并且流体1在板(n+1)和板(n-1)的下方流动。热传递区或热传递区域包括供流体1与流体2间接接触的所有板区域。板的热传递区域包括区段S(n-1)、S(n)、S(n+1)，n为整数数字。上面所限定的相邻的区段共享共用的中间线(IML、边界线、障碍线ObL)。

边界线在XY谷平面上的投影表示为区段线。区段线采用任何形状，包括在谷平面内连续的以及不连续的直线、Z字形、曲线，从而允许任何形状、尺寸或朝北的取向用于区段。区段的形状例如选自包括下述各者的组：大致平行于东-西轴线的矩形区段、大致西南-东北轴线定向的三角形区段的阵列、全部均具有任何形状、尺寸以及朝北取向的弯曲区段和Z字形区段的阵列。

两个相邻的区段之间的区段表面是垂直于XY板平面的表面，并且该区段表面包含区段线上的位于谷平面与峰平面之间的所有点。相邻的区段之间的IML被包含于区段表面中。

标准区段在下面表示包括下述各者的区段：(i)高波形区(HWZ)；(ii)一个或更多个边界线(IML)，其中，相邻的区段或相邻的非热传递构件包括垫圈、入口和出口；以及(iii)将HWZ与IML互联的一个或更多个传递区或过渡区(TZ)。

非标准区段在下面表示包括所述各者中的两者或更少者的区段。非标准区段可以包括低波形区(LWZ)。HWZ包括由交替的峰线和谷线形成的高波，其中，每个相邻的峰-谷-峰(P’-V’-P’)形成用于在板的上方的间隙中流动的流体的流动路径，并且其中，每个相邻的谷-峰-谷(V”-P”-V”)形成用于在板的下方的间隙中流动的流体的流动路径。峰线和谷线指向任何预定的取向，例如包括大致平行、大致垂直、以及至少一个部分相对于至少一个另一部分朝向不同方向定向。峰线可以采取任何形状，包括选自包括下述各者的组的形状：直线、Z字形、曲线、多边形形状、至少部分弯曲的形状。

相邻的峰线和谷线以预定的峰-峰波长(a)均匀地间隔和/或任意地间隔。波以朝向北和/或朝向IML的任何预定取向而定向。HWZ被设置成既作为相邻的板之间的支撑又用于将流体沿着区段以预定的角度朝向IML引导。HWZ长度例如在实现高压降和高热传递系数的短长度与实现低压降和较低热传递系数的相应的较长的长度之间变化。

IML和与该IML相邻的两个过渡区一起形成至少部分地阻挡板的上方和/或下方的流动的障碍部。IML的区域与所述两个过渡区一起被表示为障碍区(ObZ)。流动路径的在IML上的未被阻挡的横截面表示为窗口。障碍部高度加上窗口高度等于绘制深度b’＝b”。在板(P’-V’-P’)的上方的流动路径中，障碍部开始于较低的高度V’处并且上升至IML，0<＝h(IML)<＝b。在板(V”-P”-V”)的下方的流动路径中，障碍部开始于较高的高度P”处并且下降至IML，0<＝h(IML)<＝b。IML在区段表面中具有选自包括下述各者的组的形状：处于恒定高度的直线、Z字形、曲线。IML的至少一个部分与第二部分相比可以以不同的方式定向，包括竖向倾斜、均匀倾向的倾斜和非均匀倾斜。术语“约”是指大于或小于所定义度量的25％的值。

板还具有选自下述各者的构型：对于将HWZ与IML互连的过渡区(TZ)，将峰或谷连接至IML的部分以在从陡的大致达约90度、包括约45度的中等倾斜度、至包括约30度和约15度的缓倾斜角度的范围内的角度上升。在大致达约90度的情况下，过渡区的长度大致等于t+倒圆半径，测得为约t＝1.5t＝b/2。由此，在此情况下，两个相邻的过渡区具有的总长度为约b。在缓倾斜角度的情况下、例如在15度的情况下，长度(TZ)>＝2b。区段S(n)能够与S(n-1)和/或S(n+1)互连，并且相邻的区段共享共同的IML；IML(n/n+1)和IML(n/n-1)是相同的或是不同的。对于IML(n/n+1)和IML(n/n-1)中的每一者，至少一个第一TZ与至少一个第二TZ是相同的或是不同的。由于所述区段中的每个区段包括三个部分(HWZ、IML、TZ)，因此如果所有所述三个部分相同则两个区段就是等同的，否则，如果所述部分中的至少一个部分不同则区段就是不同的。沿着三个或更多个区段的序列，该序列的至少一个第一部分与至少一个第二部分是相同的，或者该序列的所有部分都是不同的；这种差异可以形成其中该区段的序列的至少一个部分在其他部分中周期性地或非周期性地重复的图案。区段S(n)的HWZ包括相对于IML(n/n+1)成任何角度的波、包括大致平行于北的波，并且相邻的区段S(n+1)的HWZ的波的角度与区段S(n)的该角度是相同的或是不同的。

区段具有相同的或不同的波长(a，a_i)。两个相邻的区段S(n)和S(n+1)能够以使得S(n)和S(n+1)的HWZ中的谷线的两个终端面向彼此地位于与IML(n/n+1)相同的水平垂直线上的方式互连。附加地或替代性地，S(n)和S(n+1)的HWZ中的峰线的两个终端面向彼此地位于与IML(n/n+1)相同的水平垂直线上。在这种情况下，从一个HWZ中的流动路径朝向IML流动的流体在流动方向发生变化或不发生变化的情况下经过障碍部并且继续流动到该HWZ中的位于IML的另一侧的对置的流动路径中。通过使相邻区段中的一个区段相对于所述第二区段以下述相移偏移量(PH)移动而在相邻区段之间实现相移：所述相移偏移量(PH)是正的或是负的、即相对于流动方向向左或向右、并且绝对值大于或等于0(无偏移)、并且小于或等于波长a或是任何其他预定值。相邻区段之间的相移偏移量是相同的或是不同的。对于区段S(n)与区段S(n+1)之间的PH～a/2的相移，区段S(n)中的用于在板(P’V’P’)的上方流动的流体的流动路径面向区段S(n+1)中的最大障碍部(V’P’V’)，其中，区段S(n)的谷线V’面向区段S(n+1)的峰线P’。障碍部P’V’P’提供了两个高度为b/2的三角形窗口，其中，左侧的鞍点(M)和右侧的鞍点(M)位于IML(n/n+1)上，其中，左侧的窗口从左至右追随线P’(n)MP’(n+1)，并且右侧的窗口从左至右追随线P’(n+1)MP’(n)。在板的上方于流动路径P’(n)V’(n)P’(n)中流动的流体在S(n+1)中分为两个流动路径，一个流动路径向左并且一个流动路径向右，从而例如借助于微通道而提供增加的混合以及分别提供左旋涡和右旋涡。每个窗口的横截面面积为流动路径的初始横截面P’(n)V’(n)P’(n)的横截面的约四分之一；S(n)与S(n+1)之间的传递区将S(n)和S(n+1)的相应的HWZ互连至IML(n/n+1)。区段S(n)的HWZ包括相对于IML(n/n+1)成任何角度的波、包括大致平行于北的波，并且相邻的区段S(n+1)的HWZ的波的角度与区段S(n)的该角度是相同的或是不同的。

HWZ包括由交替的峰线和谷线形成的高波的几何形状，从而为在板的上方流动的流体提供多个分开的流动路径以及为在板的下方流动的流体提供多个分开的流动路径。流动方向被HWZ几何形状沿着相对于北的预定角度或多个预定角度而引导。流被朝向相邻区段之间的障碍线(IML)引导，其中，到达流体的流动方向以任何角度与所述IML汇合。两个相邻区段的HWZ中的流动路径将流沿相同的方向引导或者沿不同的方向引导，在这种情况下，由于在通过IML时流动方向的变化而提供了额外的涡流；HWZ还沿着抵接线提供支撑，从而实现增加的支撑，由此板堆叠体承受压力的能力增强，并且因此使得金属片厚度更薄。几何形状提供其中流体不需要沿着路径从零加速的不间断的连续螺旋流，因此压降主要是由于流体和壁的摩擦损失而造成，这致使热传递系数增加以及压降减小。

在本发明的一些实施方式中，每个流动路径中的IML平行于板XY平面。在板的上方的流动路径中，传递区开始于点V’处并且上升至高度0<＝h(IML)<＝b/2，并且在板的下方的流动路径中，传递区开始于点P”处并且下降至高度b/2<＝h(IML)<＝b。IML的属于两个相邻流动路径的共享共用的壁的两个部分(用于该壁的上方的流的P’-V’和用于该壁的下方的流的P”-V”)通过所述IML的位于该壁上的另一部分互连。由于IML的各部分位于一个区段的流动路径的壁上，因而这些部分必定也近乎位于相邻的区段的流动路径的壁上，并且因此，流动路径的壁从IML的两侧是近乎连续的。

在本发明的另一组实施方式中，IML大致平行于位于恒定高度处的板XY平面；h(Ob1)+h(Ob2)＝b’＝b”并且h(win1)+h(win2)＝b’＝b”，其中，h(Ob1)是阻挡板的上方的流的障碍部的高度，h(Ob2)是阻挡板的上方的流的障碍部的高度，h(win1)是用于板的上方的流的窗口的高度，并且h(win2)是用于板的下方的流的窗口的高度。

在本发明的另一组实施方式中，IML被尽可能多地拉制超过中间板高度b/2，以阻挡位于板的上方和下方的两个流动路径的尽可能多的横截面；由此，IML通过在大约b/2的高度处位于流动路径的壁上的点而在中间板高度b/2的上方和下方于区段表面中成弧形。

在本发明的另一组实施方式中，HWZ结构波长(a)低于5mm。

在本发明的另一组实施方式中，对在板的上方流动的流体提供独立的窗口高度0<＝h(win1)<＝b，并且对在板的下方流动的流体提供独立的窗口高度0<＝h(win2)<＝b。该解决方案对于高度b/2<＝h(win1)<＝b和b/2<＝h(win2)<＝b而言是最佳的。比如下述各项中的至少一项成立：

第一，在三个区段S(n-1)、S(n)、S(n+1)之间的两个IML是恒定高度为h(IML(n-1/n))＝Q以及h(IML(n/n+1))＝R的直线；IML(n-1/n)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n-1/n))＝b-Q的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win2(n-1/n))＝Q的窗口；IML(n/n+1)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝b-R的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝R的窗口；在板的上方流动的流体和在板的下方流动的流体两者主要受到为用于在板的上方流动的流体的min{b-Q，b-R}和用于在板的下方流动的流体的min{Q，R}两者中的较小的窗口的影响。

第二，湍流和压降的量通过设定Q和R的值而针对下方的流体和上方的流体被独立地选择和设计。

在本发明的另一组实施方式中，提供一种用于在两个标准区段S(n-1)与S(n+1)之间提供独立的窗口高度的方法。提供该方法是用于使得能够在所述两个标准区段S(n-1)与S(n+1)之间插入不包括HWZ的非标准区段S(n)。IML(n-1/n)和IML(n/n+1)是具有恒定高度h(IML(n-1/n))＝Q和h(IML(n/n+1))＝R的直线。非标准区段S(n)与IML互连。IML(n-1/n)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n-1/n))＝b-Q的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win2(n-1/n))＝Q的窗口。IML(n/n+1)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度为h(win1(n/n+1))＝b-R的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝R的窗口。在板的上方流动的流体和在板的下方流动的流体两者在这种构型下主要受到为用于在板的上方流动的流体的min{b-Q，b-R}和用于在板的下方流动的流体的min{Q，R}两者中的较小的窗口的影响。换言之，对于在板的上方于区段S(n-1)中流动的流体，设置了开始于V’处、上升至高度h(IML(n-1/n))＝Q、然后在区段S(n+1)的谷V’处下降通过高度h(IML(n/n+1))＝R回到高度0的障碍部；对于在板的下方于区段S(n+2)中流动的流体，设置了开始于P”处、下降至高度h(ML(n/n+1))＝R、然后在区段S(n-1)的峰P”处上升通过高度h(IML(n-1/n))＝Q回到高度b的障碍部。

在本发明的另一组实施方式中，两个相邻区段的HWZ之间的距离如约板厚度b一样短。换言之，这些区段之间的障碍区宽度等于障碍区所包括的两个TZ的长度的总和，该障碍区宽度如约板厚度b一样短；由于在这样小的距离内不需要板之间的支撑，因而设置有用于插入在所述两个TZ之间的特低波形区(ELWZ)或特低波形区域(ELWA)。ELWZ处于现在位于标准区段S(n-1)与S(n+1)之间的非标准区段S(n)中。ELWZ的特征在于包括具有任意形状、波长、方向和振幅且同时位于峰平面与谷平面之间的波。ELWA波是均匀地间隔的或者是不规则地间隔的，从而在ELWZ低峰与峰平面之间或在ELWZ高谷与谷平面之间留出任何竖向间隔，所述间隔也表示为窗口；ELWZ中的波在方向和/或振幅上是相同的或者在方向和/或振幅上是彼此不同的；x-y中心平面是在高度上恒定的或者是在任何方向上变化的，波关于该x-y中心平面振荡。ELWZ包括呈任何形状的上升至峰平面高度b的突起和下降至谷平面高度0的凹陷部。ELWZ中的突起和凹陷部提供额外的支撑。当ELWZ波具有呈Z字形式的LP线和HV线时，在这些线以Z字方式前进的地方会出现这种支撑点。根据权利要求1所述的板，其中，两个相邻区段的HWZ之间的距离如约板厚度b一样短；换言之，所述区段之间的障碍区宽度等于所述障碍区所包括的两个TZ的长度的总和，所述障碍区宽度如约板厚度b一样短；由于在这样小的距离内不需要板之间的支撑，因而能够在所述两个TZ之间插入特低波形区(ELWZ)或特低波形区域(ELWA)；所述ELWZ处于现在位于标准区段S(n-1)与S(n+1)之间的非标准区段S(n)中；所述ELWZ的特征在于包括具有任意形状、波长、方向和振幅且同时位于峰平面与谷平面之间的波；ELWA波是均匀地间隔的或者是不规则地间隔的，从而在所述ELWZ低峰与峰平面之间或在所述ELWZ高谷与谷平面之间留出任何竖向间隔，所述间隔也表示为窗口；所述ELWZ中的波在方向和/或振幅上是相同的或者在方向和/或振幅上是彼此不同的；x-y中心平面是在高度上恒定的或者是在任何方向上变化的，所述波关于所述x-y中心平面振荡；当所述振荡中心沿着所述区段减小或增大时，提供了横截面的沿着所述区段的变化；在所述振荡中心沿着z轴变高的区域中，在所述板的上方流动的流体具有更大的横截面，并且在所述板的下方流动的流体具有更小的横截面；在所述振荡中心沿着z轴变低的区域中，在所述板的上方流动的流体具有更低的横截面，并且在所述板的下方流动的流体具有更大的横截面；ELWZ包括呈任何形状的上升至峰平面高度b的突起和下降至谷平面高度0的凹陷部；所述ELWZ中的所述突起和所述凹陷部提供额外的支撑；当ELWZ波具有呈Z字形式的LP线和HV线时，在所述线上每隔一秒的角度变化就会出现这样的支撑点；一个峰线中的峰点和相邻的谷线中的谷点在投影到谷平面上时位于同一条线上，并且将支撑的所述峰点和相邻的支撑的谷点连接的近似直线证明为所述ELWZ提供了额外的支撑；ELWZ振幅是沿着区段S(n)相同的或是沿着所述区段变化的。

在本发明的另一组实施方式中，所述HWZ中的波在形状上是关于高度为b/2的x-y平面不对称的；在板的上方流动的流体的流动路径的横截面区域A1相对于在所述板的下方流动的流体的流动路径的横截面区域A2在形状和/或尺寸上是不同的；对于沿着区段的不同流动路径，所述横截面区域A1和A2可以是在形状和/或尺寸上相同的或是不同的。当三个这种板p1、p2和p3堆叠在一起时，p2相对于p1和p3绕z轴旋转180度，则板p2与p3之间的流动路径在横截面形状上将等同于板p1与p2之间的流动路径，因为每个这种流动路径包括一个所述A1形状和一个所述A2形状；当三个这种板q1、q2和q3堆叠在一起时，其中，q1是三个板中最低的并且q3是三个板中最高的，其中，q2相对于q1和q3绕y轴旋转180度，并且所述三个板水平地对准成使得提供了支撑，用于在板q1与q2之间流动的流体的每个流动路径将包括两个A1形状，并且用于在板q2与q3之间流动的流体的每个流动路径将包括两个A2形状。

在本发明的另一组实施方式中，所述HWZ中的波在形状上是关于高度为b/2的x-y平面不对称的；在板(P’V’P’)的上方流动的流体的第一流动路径的横截面区域与在所述板(V”P”V”)的下方流动的流体的第二流动路径在形状和/或尺寸上是不同的，所述第二流动路径与所述第一流动路径共享共用的壁；对于沿着区段的不同流动路径，所述横截面区域A1和A2可以是在形状和/或尺寸上相同的或是不同的；当三个这种板q1、q2和q3堆叠在一起时，其中，q1是三个板中最低的并且q3是三个板中最高的，其中，q2相对于q1和q3绕y轴旋转180度，并且所述三个板水平地对准成使得提供了支撑，用于在板q1的上方流动的流体的第一流动路径与q2的第二流动路径汇合，其中，所述第一流动路径的横截面与所述第二流动路径的横截面是彼此的镜像，并且用于在板q3的下方流动的流体的第三流动路径与q2的第四流动路径汇合，其中，所述第三流动路径的横截面和所述第四流动路径的横截面是彼此的镜像；相邻的区段以绝对值大于或等于0(无偏移)、低于或等于波长a或者是任何其他预定值的偏移量发生相位移动；当区段S(n)与S(n+1)之间的所述偏移量等于约a/2，并且通道q1和q2具有比板q2与q3之间的通道更大的横截面时，沿着区段S(n)的在板q1与q2之间具有较大横截面的流动路径的流在下一区段S(n+1)中被经偏移的较小横截面形状所部分地阻挡，从而提供了特征在于具有大的窗口高度以及上板q2和下板q1两者中的高的障碍部的左窗口和右窗口；沿着区段S(n+1)的在q2与q3之间具有较小横截面的流动路径的流在区段S(n)中被经偏移的较小横截面形状所部分地阻挡，从而提供了特征在于具有小的窗口高度以及上板q3和下板q2两者中的高的障碍部的左窗口和右窗口；通过在两个所述区段之间于两侧插入具有与x-y平面平行的直线IML的非标准区段，致使较大横截面通道的热传递增加，其中，每个IML对于板q1与q2之间的具有较大横截面的通道具有不同的高度。

附图说明

为了更好地理解本发明及其在实践中的实现方式，现在将参照附图仅通过非限制性示例的方式对多个实施方式进行描述，在附图中：

图1示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的PHE板的立体图；

图2A示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的PHE板的两个相邻区段的立体图；

图2B示意性地图示了区段的侧视图，其图示了根据本发明的若干实施方式的峰和谷；

图3示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的板的以下部分的俯视图：在该部分中，一个区段中的峰/谷的纵向轴线与相邻区段中的峰/谷的纵向轴线之间的角度不为零，使得流体在流动通过区段时必须遵循Z字形路径；

图4A至图4C示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段中的具有峰和谷的形状及尺寸的构型的俯视图；

图5示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段，这些区段在每个区段的每个端部处具有过渡区以及区段中的峰/谷与相邻区段中的峰/谷之间的相移；

图6A至图6C示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的位于过渡区中的倒角的形状；

图7A至图7C和图8示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段之间的区段线的构型的俯视图；

图9A至图9C示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段之间的相移；

图10和图11示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段，其示出了窗口和阻碍部；

图12A至图12B示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段，其示出了阻碍部的尺寸和形状随着峰与和峰相关联的阻碍部之间的角度变化而变化；

图13A至图13B示意性地图示了位于区段之间的IML的两侧上的过渡区以及从区段穿过过渡区流动至相邻区段的流体；

图14A至图14B示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的具有分隔板和中间板的板堆叠体的侧视图；

图14C至图14D示意性地图示了图14B的板堆叠体的俯视图，其示出了根据本发明的若干实施方式的对于两种流体在板之间的流动方向；

图14E示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的具有分隔板和中间板的板堆叠体的另一实施方式的侧视图；

图14F至图14G示意性地图示了图14B的板堆叠体的俯视图，其示出了根据本发明的若干实施方式的对于两种流体在板之间的流动方向；

图15A至图15E示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段，其中，高波形区包括多个峰和多个谷；

图16A至图16D示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的区段，其中，高波形区包括单个低峰和单个高谷；

图17A至图17D示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的仅具有低波形的区段；

图18A至图18D示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的通过不同形状的中间区连结的相邻的标准区段；

图19A至图19C示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的通过不同形状的中间区连结的相邻的非标准区段；

图20至图22示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的通过中间区连结的相邻区段；

图23示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的板之间的流动中的湍流；

图24示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的通过中间区连结的相邻的非标准区段；

图25至图28示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段的立体图，其示出了不同尺寸和形状的阻碍部；

图29示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的围绕图28中所示的板的峰和阻碍部的流体流；

图30示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段的放大立体图，其示出了阻碍部；

图31示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段的立体图，其中，区段相对于彼此相移；

图32A示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段的立体图，其中，过渡区包括中间波形区域；

图32B示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在中间线处汇合的区段的立体图，其中，过渡区包括Z字形的中间波形区域；

图32C至图32F和图33示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的包括支撑突起的低波形区的立体图；

图34示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的没有相移的实施方式；

图35示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的具有由TZ和中间线分隔的若干区段的板的截面；

图36A至图36F是根据本发明的若干实施方式的支撑区域；

图37示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的在超低波形区域中的支撑点；

图38图示了根据本发明的若干实施方式的具有4个区段的板；

图39和图40示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的五个区段的截面，其中，波形区域中的相邻的峰行和谷行相对于彼此成角度；

图41和图42示意性地图示了根据本发明的若干实施方式的具有多个结的间接和发散的连接；以及，

图43至图55示出了本发明的其他各种实施方式。

具体实施方式

与本发明的所有章节一起提供以下描述，以使本领域的技术人员能够利用本发明并且阐述由发明人设想的实施本发明的最佳模式。然而，各种改型对本领域技术人员而言将仍然是明显的，因为本发明的一般原理已被特别地限定成提供一种用于产生具有改进的热交换能力和速率的能够定制的PHE的装置和方法，如以下在本发明中示出和公开的。

术语‘板厚度’或‘板深度’在下文中是指压制板中的最高峰平面的上表面与压制板中的最低谷平面的下表面之间的竖向距离。

术语‘板主平面’在下文中是指板的大约位于板中央的平面；峰从板主平面上升，而谷从板主平面下降。

如本文中使用的板坐标系包括：位于板主平面中的x轴，该x轴平行于板的主纵向轴线；位于板主平面中的y轴，该y轴垂直于板的主纵向轴线(平行于板的横向轴线)；以及垂直于板主平面的z轴。

术语‘金属厚度’在下文中是指板金属的厚度。

术语‘峰’在下文中是指当板处于板的初始取向时板的向上延伸(+z方向)的偏移。如果板绕板的主纵向轴线旋转180°，则峰仍然为峰(尽管现在是向下偏移)。

术语‘谷’在下文中是指当板处于板的初始取向时板的向下延伸(-z方向)的偏移。如果板绕板的主纵向轴线旋转180°，则谷仍然为谷(尽管现在是向上偏移)。

术语‘突起’在下文中是指板的向上(+z方向)偏移而与板的取向无关。如果板处于板的初始取向，则峰是突起；如果板绕板的主纵向轴线旋转180°，则谷会形成突起。

术语‘凹陷部’在下文中是指板的向下(-z方向)偏移而与板的取向无关。峰是指凹陷部绕凹陷部的主纵向轴线旋转180°，而谷是指在板处于板的初始取向的情况下的凹陷部。

术语‘高波形支撑区’在下文中是指包括具有等于板厚度的深度的峰和谷的区。

术语‘低波形区’在下文中是指包括具有小于板厚度的深度的峰和谷的区。

术语‘板的热过渡区’在下文中是指板的以下一部分：在该部分中，在板上方流动的一种流体通过板与在板下方流动的第二流体处于间接的热接触，并且在该部分中，热传递中的大部分发生在板之间。

术语‘峰平面’在下文中是指平行于板主平面并且位于板主平面上方(距板主平面正z距离处)的最高峰的平面。

术语‘谷平面’在下文中是指平行于板主平面并且位于板主平面下方(距板主平面负z距离处)的最低谷的平面。

术语‘通道’在下文中是指两个板之间的整个间隔，流体可以流动通过该间隔。

术语‘流动路径’在下文中是指区段内的两个板之间的容积，该容积由两个峰和两个谷定界。每个区段通常将包括：位于板上方的多个流动通道，流体将流动通过所述多个流动通道；以及位于板下方的多个第二流动路径，第二流体将流动通过所述多个第二流动路径，这两种流体完全不能混合。

术语‘区段’在下文中是指板的包括大致恒定的峰图案和谷图案的一部分。

术语‘过渡区’在下文中是指区段的端部，该端部包括在一个区段的峰和谷与相邻区段的峰和谷之间过渡的图案的至少一部分。区段可以不包括过渡区，可以包括一个或两个过渡区。

术语‘边界线’、‘中间线’和‘障碍线’在下文中是指形成两个区段之间的边界的线。中间线穿过板的材料。边界线在谷平面上的投影形成‘区段线’。边界线不必是直线。

术语‘区段表面’在下文中是指位于高峰平面与低谷平面之间的由沿竖向方向在IML上方和下方的金属区域构成。

术语‘障碍区’在下文中是指包括在公共边界线处汇合的两个相邻的过渡区的区。

板式热交换器包括波纹流动板，其中，深度方向上的波用于板的波纹。波可以在深度、基础波形形状(正弦形、V形、方形或其他形状)、弯曲形状、倾斜角度、波长、形状不规则性或波形形状内添加的混合特征方面变化。另外，波纹板可以堆叠成使得堆叠体内的每个第二板翻转，即翻转成具有与其他板的取向相反的取向，使得第二板的第二侧部与第一板的第二侧部相邻。

板的热传递区是板的以下一部分：在该部分中，在板上方流动的一种流体通过板与在板下方流动的第二流体处于间接的热接触。板在热过渡区内的任一侧的表面面积是板的热传递表面面积。板的热传递区被分为区段。这些区段可以具有一个统一的重复形式，或者可以包括多个形式。所述多个形式中的所有形式可以相同，或者至少两个可以彼此不同。形式可以相对于板的纵向轴线成任何角度对准。所述多个形式被组合成产生板的波纹状图案。这些区段可以具有标准类型或非标准类型。除非另有说明，否则区段将具有标准类型。

因此，本发明的目的是公开一种板式热交换器的板。作为示例并且以非限制性方式，下面描述各种可能的实施方式。为了清楚起见，上面发明内容中所限定的内容与本发明的总体技术有关，并且下面列出的目的是该总体技术的示例。因此，到目前为止，该板包括热过渡区(HTZ)。HTZ构造成具有多个区段。区段中的每个区段具有连续波形图案，该连续波形图案的特征在于具有至少一个峰和至少一个谷，所述至少一个峰中的所有峰是相对于板的突起，而所述至少一个谷中的所有谷是相对于板的凹陷部。热传递流体能够在多个区段的上方流动通过谷，并且第二热传递流体能够在多个区段的下方于每个峰的下方流动。区段中的每个区段在一个端部处终止于第一终端端部处并且在相反的端部处终止于第二终端端部处。所述多个区段包括至少一个第一区段和至少一个第二区段，所述至少一个第一区段的第二终端端部与第二区段的第一终端端部相接。至少一个过渡区，所述至少一个过渡区中的每个过渡区位于选自第二终端端部、第一终端端部以及它们的任何组合中的位置处。所述至少一个过渡区中的每个过渡区还包括至少一个阻碍部。第一流体与第二流体之间的热传递的特性在对包括下述各者的组中的一者进行选择时是可定制的：所述多个区段中的每个区段的构型、所述至少一个第一区段中的每个第一区段与所述至少一个第二区段中的每个第二区段的对准、以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开以上目的所限定的板的另一实施方式，其中，该板具有主纵向轴线和主横向轴线，主纵向轴线是x轴，主横向轴线是y轴；z轴垂直于x轴和y轴两者，x轴和y轴位于板的中心平面中；并且平行于中心平面且延伸穿过板的最低谷上的最低点的平面是基础平面。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于每个所述至少一个第一板和每个所述至少一个第二板，在所述至少一个第一区段的第二终端端部与第二区段的第一终端端部相接的区域中，穿过板的材料的中心的线是板的中间线(IML)。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，IML可以具有选自包括下述各者的组的形状：直线、曲线、Z字形以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，IML的取向选自于包括下述各者的组：平行于x轴、平行于y轴、平行于z轴以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，第一IML的形状相对于第二IML是相同的或不同的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，第一IML的取向相对于第二IML是相同的或不同的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，IML的特征在于具有一组竖向距离b_i，其中，每个b_i是基础平面与IML之间的竖向距离。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于任何第一IML和任何第二IML，所述一组竖向距离b_i是相同的或不同的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，从第一区段的谷流动的流体1流动到第二区段的单个谷中或者流动到第二区段的多个谷中。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，在第一区段的峰的下方流动的流体2位于第二区段的单个峰的下方或者位于第二区段的多个峰的下方。

本发明的另一目的是在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，一组波距{a_i}是一组所述至少一个峰中的一个峰与所述至少一个峰中的相邻的一个峰之间的距离或者是一组所述至少一个谷中的一个谷与所述至少一个谷中的相邻的一个谷之间的距离；对于所述一组波距{a_i}，所有波距a_i都是相同的，或者波距a_i中的至少一个波距与波距a_j中的至少一个另一波距是不同的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，一组面积{A_i}是一组在所述至少一个峰中的一个峰的下方的面积或者是一组在所述至少一个谷中的一个谷的上方的面积；对于所述一组面积{A_i}，所有面积A_i都是相同的，或者面积A_i中的至少一个面积与面积A_j中的至少一个另一面积是不同的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段中的至少一组面积{A_i}，面积A_i随着沿着多个区段中的至少一个区段的距离而增加或者随着沿着所述多个区段中的至少一个区段的距离而减小。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，一组峰面积{Ap_i}与一组谷面积{Av_i}不同。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和邻接的至少一个谷，面积Ap_i与面积Av_i之间的关系选自于包括下述各者的组：在面积Ap_i增大时，面积Av_i减小；在面积Ap_i减小，面积Av_i增大；在面积Ap_i增大，面积Av_i增大；在面积Ap_i减小，面积Av_i的减小；以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和相邻的峰，相邻的峰之间的波距a_i保持恒定。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于流体1和流体2中的至少一者，阻碍部中的至少一个阻碍部改变包括下述各者的组中的一者：流的方向、流中的湍流、流的涡度、流的速度以、以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，该板包括选自包括下述各者的组中的至少一个低波：低峰、高谷以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，低峰的从中心平面测量的高度不大于所述至少一个峰的最大高度。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，高谷的从中心平面测量的高度不大于所述至少一个谷的最大高度。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，高谷中的至少一个高谷的高度随着在高谷中的至少一个高谷上的位置而变化。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，低峰中的至少一个低峰的高度随着在低峰中的至少一个低峰上的位置而变化。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，板堆叠体包括n个板，n是大于或等于2的整数。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，在所述n个板中的至少一个第p板与第n板中的第q板之间存在至少一个接触点，第q板与第p板相邻。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，流体1能够在第p板与第q板之间流动。

作为示例，如果n大于或等于3，则流体2能够在第r板与第s板之间流动，下述各项中的至少一项为真：r≠p和s≠q。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，经由接触件，板堆叠体的第一板上的低波中的至少一个低波能够定位成与包括下述各者的组中的至少一者接触：位于相邻的板上的低波、所述至少一个峰和所述至少一个谷。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，接触件包括由峰、谷和阻碍部构成的高度组的一部分，该部分具有比高度组中的一者的相邻部分大的高度。接触件包括与板中的任何板分开的材料。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，接触件包括网状物的至少一部分。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，对于沿着抵接线而抵接下板的上板，在上板的下方位于抵接线中的两条抵接线之间的横截面区域具有与在下板的上方的位于所述两条抵接线之间的横截面区域不同的横截面形状；该区域是关于由所述两条抵接线形成的平面不对称的。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，流体能够穿过相邻的阻碍部之间的区域。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，所述区域沿着相邻的阻碍部的长度改变尺寸。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，由相邻阻的碍部定界的最小区域包括窗口。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，流体1能够流动穿过类型1窗口，并且流体2能够流动穿过类型2窗口。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：类型1窗口全部具有相同的形状，以及类型2窗口全部具有相同的形状。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：类型1窗口全部具有相同的尺寸，以及类型2窗口全部具有相同的尺寸。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，类型1窗口具有与类型2窗口不同的形状。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，包括类型1窗口和类型2窗口的组中的至少一者随着沿着板的距离而改变尺寸。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，下述各项中的至少一项为真：随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸增大并且类型2窗口的尺寸减小；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸减小并且类型2窗口的尺寸增大；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸增大并且类型2窗口的尺寸增大；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸减小并且类型2窗口的尺寸减小；以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，包括类型1窗口和类型2窗口的组中的至少一者随着沿着板的距离而改变形状。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的PHE在热交换器中的用途。另外，本发明的另一目的是公开一种包括如在以上方面中的任一方面中限定的板的热交换器。

本发明的另一目的是公开另一实施方式，即一种借助于包括热过渡区的板式热交换器进行热交换的方法。该方法包括以下步骤：设置多个区段；进一步将区段中的每个区段设置成具有连续波形图案，该连续波形图案的特征在于具有至少一个峰和至少一个谷，所述至少一个峰中的所有峰是相对于板的突起，并且所述至少一个谷中的所有谷是相对于板的凹陷部；热传递流体能够在所述多个区段的上方流动通过谷，并且第二热传递流体能够在所述多个区段的下方于每个峰的下方流动；将区段中的每个区段构造成在一个端部处终止于第一终端端部处并且在相反的端部处终止于第二终端端部处；还将所述多个段构造成包括至少一个第一区段和至少一个第二区段，所述至少一个第一区段的第二终端端部与第二区段的第一终端端部相接。设置至少一个过渡区，所述至少一个过渡区中的每个过渡区位于选自第二终端端部、第一终端端部以及它们的任何组合中的位置处。将所述至少一个过渡区中的每个过渡区设置成还包括至少一个阻碍部。第一流体与第二流体之间的热传递在对包括下述各者的组中的一者进行选择时是可定制的：所述多个区段中的每个区段的构型、所述至少一个第一区段中的每个区段与所述至少一个第二区段中的每个区段的对准、以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，该方法还包括为板设置主纵向轴线和主横向轴线的步骤，其中，主纵向轴线是x轴，主横向轴线是x轴；z轴垂直于x轴和y轴两者，x轴和y轴位于板的中心平面中；并且平行于中心平面且延伸穿过板的最低谷上的最低点的平面是基础平面。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，该方法还包括以下步骤：提供每个至少一个第一板和每个至少一个第二板，在所述至少一个第一区段的第二终端端部与第二区段的第一终端端部相接的区域中，穿过板的材料的中心的线是板的中间线(IML)。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，IML可以具有选自包括下述各者的组的形状：直线、曲线、Z字形以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，IML的取向选自包括下述各者的组：平行于x轴、平行于y轴、平行于z轴以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，第一IML的形状相对于第二IML是相同的或是不同的。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，第一IML的取向相对于第二IML是相同的或是不同的。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，IML的特征在于具有一组竖向距离b_i，其中，每个b_i是基础平面与IML之间的竖向距离。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，对于任何第一IML和任何第二IML，所述一组竖向距离b_i是相同的或是不同的。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，从第一区段的谷流动的流体1流动到第二区段的单个谷中或者流动到第二区段的多个谷中。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，在第一区段的峰下方流动的流体2位于第二区段的单个峰的下方或者位于第二区段的多个峰的下方。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，一组波距{a_i}是一组所述至少一个峰中的一个峰与所述至少一个峰中的相邻的一个峰之间的距离或者是一组所述至少一个谷中的一个谷与所述至少一个谷中的相邻的一个谷之间的距离；对于所述一组波距{a_i}，所有波距a_i都是相同的，或者波距a_i中的至少一个波距与波距a_j中的至少一个另一波距是不同的。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，一组面积{A_i}是一组在所述至少一个峰中的一个峰的下方的面积或者是一组在所述至少一个谷中的一个谷的上方的面积；对于所述一组面积{A_i}，所有面积A_i都是相同的，或者面积A_i中的至少一个面积与面积A_j中的至少一个另一面积是不同的。

其中，对于所述多个区段中的至少一个区段中的至少一组面积{A_i}，面积A_i随着沿着多个区段中的至少一个区段的距离而增加或者随着沿着多个区段中的至少一个区段的距离而减小。对于所述多个区段中的至少一个区段，一组峰面积{Ap_i}与一组谷面积{Av_i}不同。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和邻接的至少一个谷，面积Ap_i与面积Av_i之间的关系选自于包括下述各者的组：在面积Ap_i增大时，面积Av_i减小；在面积Ap_i减小，面积Av_i增大；在面积Ap_i增大，面积Av_i增大；在面积Ap_i减小，面积Av_i的减小；以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和相邻的峰，相邻的峰之间的波距a_i保持恒定。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，对于流体1和流体2中的至少一者，阻碍部中的至少一个阻碍部改变包括下述各者的组中的一者：流的方向、流中的湍流、流的涡度、流的速度以、以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，该板包括选自包括下述各者的组中的至少一个低波：低峰、高谷以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，低峰的从中心平面测量的高度不大于所述至少一个峰的最大高度。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，高谷的从中心平面测量的高度不大于所述至少一个谷的最大高度。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，高谷中的至少一个高谷的高度随着在高谷中的至少一个高谷上的位置而变化。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，低峰中的至少一个低峰的高度随着在低峰中的至少一个低峰上的位置而变化。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，板堆叠体包括n个板，n是大于或等于2的整数。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，在所述n个板中的至少一个第p板与第n板中的第q板之间存在至少一个接触点，第q板与第p板相邻。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，流体1能够在第p板与第q板之间流动。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，如果n大于或等于3，则流体2能够在第r板与第s板之间流动，下述各项中的至少一项为真：r≠p和s≠q。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，经由接触件，板堆叠体的第一板上的低波中的至少一个低波能够定位成与包括下述各者的组中的至少一者接触：位于相邻的板上的低波、所述至少一个峰和所述至少一个谷。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，接触件包括由峰、谷和阻碍部构成的高度组的一部分，该部分具有比高度组中的一者的相邻部分大的高度。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，接触件包括与板中的任何板分开的材料。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，接触件包括网状物的至少一部分。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，对于沿着抵接线而抵接下板的上板，在上板的下方位于抵接线中的两条抵接线之间的横截面区域具有与在下板的上方的位于所述两条抵接线之间的横截面区域不同的横截面形状；该区域是关于由所述两条抵接线形成的平面不对称的。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，流体能够穿过相邻的阻碍部之间的区域。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，所述区域沿着相邻的阻碍部的长度改变尺寸。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，本文中由相邻阻的碍部定界的最小区域包括窗口。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，流体1能够流动穿过类型1窗口，并且流体2能够流动穿过类型2窗口。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：类型1窗口全部具有相同的形状，以及类型2窗口全部具有相同的形状。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：类型1窗口全部具有相同的尺寸，以及类型2窗口全部具有相同的尺寸。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，类型1窗口具有与类型2窗口不同的形状。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，包括类型1窗口和类型2窗口的组中的至少一者随着沿着板的距离而改变尺寸。

本发明的另一目的是公开如在以上方面中的任一方面中限定的板的另一实施方式，其中，下述各项中的至少一项为真：随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸增大并且类型2窗口的尺寸减小；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸减小并且类型2窗口的尺寸增大；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸增大并且类型2窗口的尺寸增大；随着沿着板的距离，类型1窗口的尺寸减小并且类型2窗口的尺寸减小；以及它们的任何组合。

本发明的另一目的是公开在以上方面中的任一方面中限定的方法的另一实施方式，其中，包括类型1窗口和类型2窗口的组中的至少一者随着沿着板的距离而改变形状。

仍然作为示例并且在以上发明内容的作用范围内，这仍然在本发明的范围内，其中，PHE的板的特征在于波纹状的几何形状。第一区段的沟槽相对于第二区段的对应沟槽横向地偏移。多个区段以交错的形式布置，这引起离开第一区段的流遵循特征在于纵向漩涡流的路径。附加地或替代性地，阻碍部构造成使离开的流体偏转到两个路径中并且与离开第一区段的不同沟槽的流体混合，所述两个路径分别指向包括在第二区段内的两个不同的不连续沟槽。第一区段的沟槽与第二区段的对应沟槽横向地对准。附加地或替代性地，阻碍部构造成具有有着不同角度配置的两个或更多个表面，以使离开的流体在流到第二区段的横向对准的沟槽之前在中间区域处改变流体的角度配置。附加地或替代性地，过渡区另外包括形成在两个横向相邻的阻碍部之间的通路，沿着与该通路相关联的受限路径，离开的流体的至少一部分被迫流向所期望的沟槽。附加地或替代性地，通路与对应沟槽的谷平面间隔开。附加地或替代性地，热过渡区的一个或更多个区段构造成具有不对称的波形图案。附加地或替代性地，不对称的波形图案包括：第一组横向相邻的不连续沟槽，第一组横向相邻的不连续沟槽能够在板的第一面处进入；以及第二组横向相邻的不连续沟槽，第二组横向相邻的不连续沟槽能够在板的第二面处进入并且具有与第一组的每个沟槽不同的形状。附加地或替代性地，第一区段的至少一个沟槽与第二区段的至少一个沟槽成角度地间隔开。附加地或替代性地，热过渡区构造为Z字形图案。附加地或替代性地，板布置成堆叠体。附加地或替代性地，不同的板组包括：多个分开的独立流动组，所述多个分开的独立流动组构造成便于不同的热传递流体流动通过组的每个通道；以及一个或更多个分开的共同流动组，所述一个或更多个分开的共同流动组各自构造成便于空气流动通过共同流动组的多个连续通道。附加地或替代性地，热交换器的构型相对于流动穿过限定在第一板与第二板之间的第一流体以及相对于流动穿过限定在第二板与第三板之间第二流体而定制，以便与第一流体处于热交换器关系。附加地或替代性地，至少第一板、第二板和第三板中的每个沟槽的两个横向相邻的峰能够定位成与板式热交换器的相邻板的对应峰处于抵接关系，以在每组沟槽间抵接区域处设置由包括相邻板的两个堤形部的四个堤形部界定的间隙，第一流体或第二流体能够流动穿过通道中的一个通道。附加地或替代性地，第二板具有与第一板的取向和第三板的取向相反的取向，使得第二板的第二面与第一板的第二面相邻，并且第二板的第一面与第三板的第一面相邻。附加地或替代性地，由于第二板的与第一板的取向和第三板的取向相反的取向，由第一板的沟槽和第二板的沟槽界定的多个第一间隙中的每个间隙具有与由第二板的沟槽和第三板的沟槽界定的多个第二间隙中的每个间隙不同的水力直径。附加地或替代性地，至少第一板、第二板和第三板的每个阻碍部在阻碍部间抵接区域处与相邻板的阻碍部中的一个阻碍部处于抵接关系，并且突出到对应间隙中以限定窗口，离开的流体能够通过突出到对应间隙中的间隔而沿着该窗口流动，该间隙不会被突出的阻碍部间抵接区域与相邻的沟槽间抵接区域之间的突出阻碍部占据。附加地或替代性地，由第一通道的对应间隙限定的窗口的尺寸或形状与由第二通道的对应间隙限定的窗口的尺寸或形状不同，并且由第一通道的对应间隙限定的窗口的尺寸或形状根据第一流体的特性定制。附加地或替代性地，对应间隙的窗口面积与投影面积的比率相对于第一通道与相对于第二通道是不同的。

图1示意性地图示了波纹板(1)。在呈顶部立体图的附图中呈现的板(1)中，存在包括多个区段(S(n-1)、S(n)、S(n+1)、S(n+2)的单个波纹图案。区段从热过渡区的一个端部编号(图1中的板的南端部处的S(1)、S(2)、S(3))。波峰线用粗实线表示，而谷用粗虚线表示。该板具有四个进口端口/出口端口：四个拐角中的每个拐角中有一个端口。示出了板的纵向中心线(4)和横向中心线(5)，纵向中心线(4)和横向中心线(5)平分板的长度方向尺寸和宽度方向尺寸。纵向中心线和横向中心线的相交处是板的中心点，板主平面与峰平面、谷平面、以及由板的长度方向轴线(x，3)和宽度方向轴线(y，2)形成的平面大致平行，板主平面的原点可以安置在板上的任何点上。z轴(6)垂直于x-y平面，并且描绘了波纹板上的具有各种特征的深度。

图1示意性地图示了有关板取向的附加参照：纵向中心线限定北/南方向。在所示的实施方式中，用于在板上方流动的流动回路的端口(7)位于板NE和SE的拐角处，并且分配用于在板下方流动的流动回路的端口位于板NW和SW的拐角处。在简化即将进行的描述为唯一目的的情况下，方向的分配是任意选择的。

图2A至图2B示意性地图示了热交换器板的实施方式的两个区段。图2A示意性地图示了区段的立体图，而图2B示意性地图示了区段的高波形区的横截面图。

本发明中的每个标准区段的波纹几何形状由如下所述的中央高波形区以及位于区段的与邻近区段相邻的部分上的被称为过渡区的两个区域构成。非标准区段的结构与标准区段的结构类似，除了上述区域中的一个或更多个区域不存在或者中央波形区中的波形不是高波形之外。

无论是高波形区图案(包括高波形)还是其他波形区图案(例如，低波形)的波状图案例如通过拉制引入到板式热交换器(PHE)板上；拉制(或其他制造过程)产生波纹板。拉制的波状图案例如可以是呈正弦波、V形波、方波形式或其他图案形式、可以是对称或不对称的、具有贯穿板重复的单个恒定的基本形状和波长(表示为a，参见以下图2B)或具有贯穿板改变的基本形状和波长以及它们的任何组合。波状图案可以在一个方向或不同方向上具有均匀或能够变化的高度/深度。波状图案可以是直的、弯曲的、Z字形的、或具有任何其他曲线、对称的或不对称的。

总的来说，如图2A的示例性实施方式所示，板波纹图案内的波状结构的特征在于具有：表示为‘谷’(V)的最低部分，该最低部分可以具有包括圆形、直线形、多边形、点或任何其他几何形状形式的形状；以及表示为‘峰’(P)的最高部分，该最高部分可以具有包括圆形、直线形、多边形、点或任何其他几何形状形式的形状；以及中间高度中间部分，该中间高度中间部分可以包括低于该图案的最高峰的局部峰(表示为‘低峰’，LP)和高于该图案的最低谷的局部谷(表示为‘高谷’，HV)。这些局部峰和局部谷可以具有包括圆形、直线形、三角形、点或任何其他几何形状形式的形状。峰、低峰、谷和高谷参照板的初始取向。板的板材料上方的上侧在本申请中由(’)或(U)表示，而板的板材料下方的下侧部在本申请中由(”)或(D)表示。板的下侧部通常在立体图或俯视图中隐藏。如果将板反转，峰等仍然为峰。为清楚起见，对于板的任何取向，指向上方(+Z方向)的偏移被称为“突起”，并且面向下方(-Z方向)的偏移将被称为“凹陷部”。

板的高峰线和点的集合位于被表示为‘高峰平面’的单个平面上。高峰平面将位于板的最上部部分处，位于距板主平面、板的中央平面的正z距离处。类似地，板的低谷线和点位于被表示为‘低谷平面’的单个平面上。低谷平面将位于板的最下部部分处，位于距板主平面的负z距离处。通常地，当板与交替板相对于彼此绕z轴旋转180°堆叠在一起时，一个板的高峰平面变成与板的板正上方的低谷平面相同的平面。因此，下板的峰将沿着特定的抵接线和抵接点抵接上板的谷，因此在相邻的板之间提供支撑。当下板上的突起抵接上板上的凹陷部时，两个板彼此支撑(发生支撑)。在交替的板相对于彼此绕x轴或y轴旋转180°的实施方式中，沿着特定的抵接线和抵接点，峰将抵接峰并且谷将抵接谷，因此在相邻的板之间提供支撑。

再次参照图示了在中间线(IML)处汇合的两个相邻的区段S(n)和S(n+1)的图2A。中间线可以平行于板主平面、与板主平面成不同于0的角度、与板纵向轴线成任意角度包括垂直于板纵向轴线；中间线可以是直线、Z字形的、弯曲的等。高波形支撑区(HVSZ)、峰(P)、谷(V)、两个相邻峰(波长a)之间的长度(距离)被示意性地图示。在区段Sn的峰和谷与区段S(n+1)的峰和谷之间存在两个过渡区，第一过渡区(TZ)是IML与区段Sn中的在区段Sn的最接近于IML的端部处的峰和谷的终端之间的区；类似地，在IML与区段S(n+1)的最接近于IML的端部处的终端之间存在第二TZ。如果区段中的峰或谷平行于IML，则TZ将位于平行峰或平行谷与IML之间的区中。在所示的标准区段中，在区段S(n)的峰和谷与区段S(n+1)的峰和谷之间存在两个相邻的过渡区。附图中的每个区段均包括两个过渡区，一个过渡区位于区段S(n)的S(n-1)端部处并且一个过渡区位于S(n+1)端部处。区段可以有2个过渡区、一个过渡区或没有过渡区。

标记为M的点是鞍点，该鞍点在以下进行限定。还示出了流体可以流动通过的窗口(P-M-P)。障碍部(P-M-V-M)阻挡了流动路径的部分；障碍区中最小的自由横截面区域(流体将穿过的横截面)是“窗口”。

当相邻板上的HWSZ之间存在接触，或者延伸的突起、延伸的凹陷部或两者确保相邻板上的LWSZ和/或HWSZ之间的接触时，就会发生支撑。对于非限制性示例，尽管较少期望，但也可以在板之间设置附加材料以借助于网状物提供接触。

为简化起见且不丧失通用性，在以下附图中，波状图案将被示为对称的具有V形横截面。图2B示意性地图示了该V形形状的横截面。板厚度b被限定为该板的峰平面与谷平面之间的竖向距离。PHE板通常由具有由t表示的金属片厚度的薄金属片制造而成。因此，板厚度等于在板的上侧部b'上的拉制深度与金属片厚度t之和。

为简化起见，在附图中的大多数附图中，金属片厚度已被忽略，使得金属被示为线并且b＝b’＝b”。此外，圆角已被忽略；除非另有说明，否则线被示为在点处汇合，尽管在实践中汇合是弧形的。

图3示意性地图示了区段(38)的实施方式，S(n-3)、S(n-2)、S(n-1)、S(n)、S(n+1)和S(n+2)布置成Z字形式使得一个区段中的峰(32)和谷(31)的纵向轴线将与板的纵向轴线成一定角度对准，而在下一区段中的峰和谷的纵向轴线将与板的纵向轴线成不同的角度对准。峰和谷形成用于流体流(35)的导流部(36)；对于HWSZ，流动将主要沿着峰和谷；谷将是用于板上方流体的流动路径，并且峰将是用于板下方流体的流动路径。在所示示例中，第一区段、第三区段和第五区段(S(n-3)、S(n-1)、S(n+1))沿着西北/东南对准，而第二区段、第四区段和第六区段(S(n-2)、S(n)、S(n+2))沿着东北/西南对准。流体的流将交替地沿着西北和东北。用于一种流体的两个流动路径的部分由西北箭头和东北箭头交替地指示。

峰接触上方板并且为上方板(32)提供支撑；下方板经由谷为板(1)提供类似的支撑。

IML被示为双线(例如，IML(n-2/n-1)(34)和IML(n-1/n))(33)，概念上图示了除了过渡区(未示出)之外的其他障碍部、比如但不限于低波形区可以插入在区段之间。

示例性的Z字形图案的取向可以相对于板成任何角度，如由所示的三个示例性板北方向(37)示意性地指示的。

对于所示的示例性区段图案中的所有区段图案，区段图案可以相对于板北方向成任何角度对准。理解的是，区段图案的角度配置可以固定成用于意在用于特定用途的板图案。

图4A至图4C示出了波形图案几何形状的不同示例。在附图中的每个附图中，所有波形图案以俯视图示出，波形图案可以以参照板的纵向方向轴线如由北方向所示的任何角度定位。这由指向各个方向的箭头图示。

图4A示意性地图示了具有V形横截面的直波。峰(42)与谷(41)交替出现。图4A还示意性地图示了波形图案的横截面(附图的中心处的双线)，其中示出了金属板厚度以及峰和谷的半径。在以下附图中，除非另有说明，否则该板将由单个线表示，而不会详细说明该板的金属片厚度或者峰或谷的形状。

图4B示意性地图示了具有形成不规则Z字形的峰线和谷线的波形图案。在这种波形图案中，不同的峰线和谷线具有共同的形状，并且均匀地间隔且平行于彼此。

图4C示意性地图示了波形图案，其中，峰线和谷线具有不同形状并且不规则地间隔。

再次参照图1和图3，相邻区段中的每对相邻区段共享形成相邻区段例如S(n-1)、S(n)、S(n+1)之间的边界的公共线。可以是直线也可以不是直线的该线、“边界线”、‘中间线’(IML)或‘障碍线’位于垂直于板平面的表面中、区段表面中。边界线可以是直的或弯曲的、连续的Z字形或任意形状的。边界线可以参照波纹板沿包括横向东西方向、纵向南北方向、对角线方向或任何其他方向的任何方向相互平行或不平行。

边界线在谷平面上的投影形成“区段线”。

在标引方面，区段S(n)与S(n+1)之间的边界线或IML将被限定为：IML(n/n+1)。

在每个区段中，中央高波形区与边界线之间的区域被称为‘过渡区’。过渡区可以包括流动障碍部、比如低峰和高谷，这有助于增强流动特性并且改进热传递。过渡区还可以包括‘鞍点’或‘鞍线’，板波纹从‘鞍点’或‘鞍线’沿一个方向上升至位于鞍点的相反侧上的峰或低峰并沿不同方向下降到位于鞍点的相反侧上的谷或高谷中。

图5图示了示例性鞍点。虚线圆圈内的区域的放大图在右下角中示出。为简化起见，示出了长度为L1、L2和Li的三个区段。另外，为简化起见，流动被假定总体沿着南北方向，尽管其他流动方向可以被实现(顶部处的对角箭头55)。每个区段包括两个过渡区(52)，一个过渡区位于区段的上游终端处，一个过渡区位于下游终端处。在其他实施方式中，任何区段可以不包括过渡区、包括一个或两个过渡区。峰用实线指示，谷用点划线指示。存在a/2的相移，其中，a是每个区段与下一区段之间的波长，使得一个区段的峰与前一区段和下一区段中的谷对准。每个峰的端部(56)，即峰开始下降至IML(56)的点用大圆圈指示，而每个谷的端部(57)，即谷开始上升至IML(56)的点用小圆圈指示。在包括于共同的边界线处汇合的两个相邻的过渡区的障碍区中，从谷的端部开始并且穿过IML(55)至横向相邻的下一谷的端部、为简化起见至右侧的谷的端部，板将上升然后再次下降。类似地，从峰的端部开始并且穿过IML(55)至横向相邻的下一峰的端部、为简化起见至左侧的峰的端部，板将下降并且再次上升。IML(55)上的谷-谷线和峰-峰线汇合并且谷-谷线最高和峰-峰线最低(M，51)的点是鞍点。

图6A至图6C以未按比例的方式图示了在峰与谷之间的过渡区中的倒角的非限制性实施方式。在所有示例中，板厚度(62)为b。图6A示意性地图示了拐角过渡区，其中，峰和谷在IML处汇合；金属的厚度为TZ(61)宽度；峰与谷之间的连结位于tz(61)中。图6B图示了倒圆的TZ(61)，其中，峰在IML之前结束，过渡区向下倒圆至IML具有半径R(63)。然后，板沿着IML和谷过渡区经过，该谷过渡区在IML倒圆成具有半径R(63)的谷之后结束。过渡区(61)的宽度为TZW。图6C示意性地图示了倒角部TZ。峰在IML之前结束并且过渡区(61)线性地降低至IML，从而与垂直于板的线形成角度α(64)。然后，板沿着IML经过并且谷过渡区线性地降低至谷，该谷过渡区在IML之后结束。过渡区(61)的宽度为TZW。

图7A至图7C示出了区段的各种示例，所有区段以俯视图示出。为简化起见，障碍区被省略；障碍区可以被视为包含在边界线内。区段可以相对于板的长度方向轴线、北(72)方向以任何角度安置。这由指向各个方向的箭头示出。

图7A示意性地图示了被划分为相同的矩形区段的基本分区，并且使相邻区段中的每对相邻区段分开的区段线(IML，71))是直线。峰(42)由实线指示，谷(41)由点划线指示。

图7B示意性地图示了不同形状的区段线的示例-与波形图案垂直的直线(IML2/3和IML5/6)、与波形图案成一定角度汇合的直线(IML4/5)、曲线(IML3/4)以及Z字形IML(IML1/2)。封闭线(未示出)指示由另一区段包围的一个区段。

图7C给出了不同的区段长度和不同的区段角度的示例。区段宽度也可以沿横向不同。在图7C中，峰由实线指示，谷由点划线指示。如图7C中所示的对角双线(83)指示：为清楚起见，一些区段已被省略。尽管所有区段(84)(S(1)、S(2)、S(3)、…S(n)、S(n+1))共享例如具有V形横截面和类似宽度的共用的波形图案，它们具有不同的长度(82)(L(1)、L(2)、L(3)、…L(n)、L(n+1))，并且可以相对于北方向成不同角度。中间线IML1/2(810)不是直的；穿过区段的各个波具有不同的长度。中间线(811、812、813、814)IML2/3、IML3/4、IMLn-1/n和IMLn/n+1是直的，并且平行于板的基部。IML2/3(811)和IML3/4(812)利用共线的峰和谷连结区段，但是这些区段具有不同的长度。IMLn-1/n(813)和IMLn/n+1(814)连结相对于彼此成角度的区段，这些角度在大小和方向两者上不同，其中，长度L4的区段向左成角度、区段S5向右成角度，并且区段S6向左成角度。

以俯视图示出的图8示意性地图示了区段、横向区段的另一示例。峰(1710)由实线指示，谷(1720)由点划线指示。这些区段具有不同于彼此的长度Ln-2、Ln-1、Ln、Ln+1和Ln+2。板上的垫圈长度方向凹口(1760)平行于南北方向。该示例示意性地图示了弯曲的区段线(1730)、Z字形的区段线(1750)和直的区段线(1740)。该示例强调了区段线以任何期望的方向对准并且具有任何期望的形状的可能性。

高波形区的特征在于相对较低的流动阻力以及较低的热传递系数。这至少部分地由于相对较大的流动路径横截面而导致，并且在大多数实施方式中，还由于相同区段内的相邻流动路径之间缺乏混合而导致。为了在流动阻力增加最小的情况下增加热传递系数，通常地，将障碍部插入到两个连续的高波形区之间的障碍区中。障碍部阻挡流动路径的部分；障碍区中的最小的自由横截面区域(流体将穿过该横截面区域)是“窗口”。窗口可以根据障碍图案的几何形状而与板的纵向轴线(和流动路径)成任何角度。障碍区中的“窗口高度”是窗口的高度，即流体可以在障碍区内穿过的最小竖向高度(z轴)。窗口形状可以根据波形图案几何形状和障碍部图案几何形状而显著变化。窗口可以是连续的(连结两个或更多个流动路径)或不连续的；障碍区可以允许流体从一个流动路径流入到单个下游流动路径中，或者可以允许流体从一个流动路径流入到两个或更多个下游流动路径中。

减小的横截面以及特定的窗口几何形状使流动速度增大。障碍部可能导致流动方向的变化、速度变化和增加的涡度，所有这些都会引起增加的流动湍流。以上所有这些趋于以增大的压降为代价来提高热传递系数。另外，障碍区的包括两个相邻的过渡区的某些设计(参见以上附图2A)允许将来自前一区段的高波形区的一个流动路径的流动分成下一区段高波形区的若干个流动路径。这还引起更好的流动混合，从而导致更好的热传递系数，并且改进了流体贯穿板的横向扩散，这改进了PHE板的整体利用率。

对于使用任何特定制造过程的实施方式，最终图案可以考虑金属片和制造方面的考量，因此，例如，结构上的变化必须足够平缓使得可以使用特定的金属片材进行制造。对于大多数实施方式，所得的PHE波纹板具有完整的无孔表面，这便于在板的两侧上流动的两种流体之间的热传递而在这两种流体之间没有任何直接的接触。在一些实施方式中，可以将附加的穿孔板插入到PHE堆叠体中。

以上所述的总体区段设计方案的重要实施方式是相邻区段之间相移的几何形状概念。相移技术引起在所选区段中相对于所选区段之前和/或之后的区段的偏移。相邻区段之间的由Phi表示的相移横向偏离量可以相对于流动方向为正或负、向左或向右、位于0(无偏移)与板的热过渡区宽度之间的绝对值处、以及它们的任何组合。相邻区段相对于彼此位于相移处的几何形状图案被称为‘交错形式’。

在图7A中，所示的图案不包括相移，所以PH＝0。

在图9A至图9B中，示出了具有V形波的板，该V形波可以相对于板北方向以任何角度定位，如由箭头所示。图9A示出了板的俯视图，而图9B示出了穿过三个区段(90、91、92)的侧视图。三个区段(90、91、92)在附图中被示意性地指示为具有相移偏离量PH1和PH2，PH1在长度为L2的区段与长度为L3的区段之间，并且PH2在长度为L1的区段与长度为L2的区段之间。偏离量可以从0变化至任何选定值。在此示例中，a/2>PH₁>0并且PH₂＝a/2(其中，a是图2B中限定的波长)。应该注意的是，通常地，区段的相而不是整个区段的相偏移：在该区段的边缘处将有局部峰或局部谷，以使热传递区的边缘保持大致笔直，而不是如图9中所示。

偏离量PHi可以在流动路径之间横向地变化、在区段之间纵向地变化以及以它们的任何组合。

在交错形式的几何形状图案内，相邻流动路径之间的偏离量，以及HWZ之间的流动障碍部和流动偏转过渡区窗口，引起流体流的方向在相邻区段之间的过渡处的横向偏转，这增加了流动涡度和湍流，并且又提高了贯穿板的热传递速率。

当将板在热交换器组装期间彼此堆叠时，一个板的向上突起中的至少一些向上突起将抵接上方的相邻板的凹陷部，并且类似地，一个板的凹陷部中的至少一些凹陷部将抵接下方板的向上突起，从而在相邻的板之间产生具有特定的几何形状的支撑(支撑区域)的点、线或表面。通常地，在HWZ中，仅发现支撑线。

这些支撑点和支撑线将作用在板上的压力和力传递至框架板和系杆，使得PHE板将不会由于操作应力而经受屈曲和变形。在热交换器内的压力低于大气压的情况下，PHE板的波纹图案上的抵接线和抵接点将抵消向内指向的应力，使得PHE板将不会经受向内变形或屈曲。

支撑区域之间的水平距离以及其他参数、比如板厚度b和金属片厚度t，确定了板承受高压和低于大气压条件的能力。随着支撑区域之间的距离减小，薄板承受高压和低于大气压条件的能力增大。在现有技术的人字形图案的热交换器板中，支撑区域之间的距离通常在8mm至12mm或更大的范围内，而在现有技术的“微通道”图案类型的热交换器板中、比如WO2017/133618中，支撑点之间的距离较小且在7mm至9mm的范围内，这使对于相同的板片厚度(t)而言该板类型能够承受比人字形图案更高的压力。

本申请中描述的结构使支撑线或支撑点之间的距离能够小至大约5mm，这允许PHE以0.5mm的板片厚度承受50atm或更大的高工作压力条件或者以仅0.2mm的板片厚度承受16atm的压力。

除了降低热交换器的重量和价格之外，板片厚度的减小还具有许多优点：薄板片提高了穿过板的热传递(片越薄，穿过板的热传导越好)。

板间支撑线和支撑点与金属厚度确定了流动路径的最大深度；流动路径的最大深度是较高板上的突起的下侧部与相邻较低板上的凹陷部的上侧部之间的距离。

在图10中标出了中间线(中心线M-M)，图10包括：出现在该线(Pi-Pi+1-Mi)上方的三角形，这些三角形横跨对于水平平面上方敞开的流动路径的中心线而出现；以及菱形，这些菱形横跨IML出现并且被标记为用于水平平面下方的阻碍部的半菱形三角形Mi-M(i+1)-Vi(其中，M代表中间高度鞍点以及V代表谷点)和用于水平平面上方的阻碍部的半菱形三角形Mi-M(i+1)-P(i+1)(其中，P代表峰点)。IML的意义在于，区段之间的边界实际上在板的材料内。示出敞开的流动路径位于IML下方的三角形在该附图中未示出。

对于比如所示的平坦的阻碍部，阻碍部的尺寸取决于峰线与阻碍部的平面之间的角度。例如，相对于峰线P1成90°的阻碍部M10-V11-M11-V12小于相对于峰线成较小角度的阻碍部M8-V9-M9-P9。类似地，对于M6-V7-M7-P7、M4-V5-M5-P5，角度随着阻碍部区域增大而减小。对于阻碍部M2-V3-M3-P3，角度最小并且阻碍部区域最大。

基部谷线(中心线V-V)在图11中标出。中心线V-V穿过谷中的每个谷的端部(虚线圈)。

上峰线(中心线P-P)在图12中标出。中心线P-P穿过谷中的每个谷的端部(虚线圈)。

如上所述，高波形区的特征在于相对较低的流动阻力以及较低的热传递系数。使板的波纹图案内的该区域的长度增加将影响区段的长度以及板的水力性能和热性能。图13和图14示出了各种长度的长区段和短区段。区段长度Li，即区段线之间的距离是板的重要设计参数中的一个设计参数。当作为区段长度减去过渡区长度的高波形区长度增加时，假设用于障碍区的长度固定并且用于热传递区的长度固定，则水力阻力减小，而热传递系数也减小。

在未按比例绘制的图13中，板的所示部分(10)具有长度为Li-3、Li-2、Li-1、Li和Li+1的五个区段(1、2、3、4、5)。示出了长度为Li-3的区段与长度为Li-2的区段之间以及长度为Li-2的区段与长度为Li-1的区段之间的过渡区。长度为Li-2的区段与长度为Li-1的区段之间的障碍区具有与板的厚度相同的宽度b；障碍区中的每个过渡区具有b/2的宽度。峰的终端被示为(17’，17”)。板(10)的热传递区域确保板上方的流体与板下方的流体完全分开。在一些实施方式中，至少一个板包括允许来自板的一侧的流体与来自板的另一侧的流体混合的孔。在图11的实施方式中，流体不能在从谷到邻接谷的峰上或从一个峰到邻接峰的谷下流动。在该实施方式中，用于在板(10)上方流动的流体的每个流动路径(11)在相邻峰(17)之间具有均匀的宽度；类似地，用于在板下方流动的流体的每个流动路径在相邻的谷之间具有均匀的宽度。在所示的实施方式中，每个流动路径(3、4、11)具有中心线(14)；中心线(14)平行于板的主纵向轴线而定向。在其他实施方式中，中心线(14)可以以包括横向于板的主纵向轴线的其他角度定向。流动路径的深度b能够确定为峰(12)的顶峰(17)到谷(16)的中心线(14)之间的竖向(z方向)距离。

在峰或谷的终端端部(27)处的封闭的终端部分(22)出现在形成峰(17)的两个相邻的突起之间，该终端部分(22)可以至少局部地阻挡流体流进入或离开流动路径。封闭的终端部分可以具有平面状或弯曲的表面。封闭的终端部分或障碍部可以具有复杂的弯曲形状。

障碍部(22)可以阻挡离开流动路径的流动。在该实施方式中，障碍部(22)由一个区段(3)中的峰的终端边缘和相邻区段(4)中的谷的终端边缘界定。

高波形区与中间线之间的过渡区可以用于调整穿过板的流体流的性能。过渡区的形状以及一个高波形区与随后的高波形区之间的任何非标准区段都会影响流体速度、流体湍流和流体涡度，以及影响来自不同流动路径的流体混合。所有这些都会影响流体之间的热传递系数。

在未按比例绘制的图14中，板的所示部分(10)具有长度为Li-3、Li-2、Li-1、Li和Li+1的五个区段(1201、1202、1203、1204、1205)。示出了长度为Li-3的区段(1201)与长度为Li-2的区段(1202)之间的过渡区以及长度为Li-2的区段(1202)与长度为Li-1的区段(1203)之间的过渡区。

最短的区段(1202)可以是(如图所示)标准区段，但是更通常是非标准区段，例如具有低波形区的一个区段。区段中的所有区段具有相同的波长a，但是这些区段具有不同的长度。区段中的所有区段均相对于相邻区段具有a/2的相移，使得，对于这些区段中的每个区段，一个区段中的峰与下一区段中的谷共线。板的厚度为b。示出了IML(i-1/i)(1206)和IML(i/i+1)(1207)。

阻碍部可以作为低峰(1290)延伸到邻近的峰或谷中。阻碍部的端部具有竖向倒角，或具有任何期望形状的倒角。

利用图14中所示的线形倒角，区段之间的过渡区的宽度可以被改变。在该实施方式中，倒角是平坦的，并且倒角的面积取决于峰(或谷)线与倒角的平面之间的角度。峰(或谷)线与倒角的平面之间的角度越小，倒角越大，并且朝向(或进入到)相邻的高波形区延伸得越远。长倒角(1270)从区段S(i-2)(1207)中的峰的端部向下延伸约路径的1/6并延伸到区段S(i-1)(1203)的高波形区的相邻谷中。

图15A至图15B中所示的区段表示具有横向区段的波纹设计，尽管相同的设计可以具有纵向区段或成任何其他角度的区段。在每个区段的开端和末端中示出中间线(IML)。高波形支撑区中的峰和谷到达附图中的许多部分的区段表面。峰(P)由粗实线表示，谷(V)用粗点划线表示。在该示例性实施方式中，IML是峰顶部的平面与谷底部的平面之间的一半处的直线。然而，如下所述，IML可以具有任意形状和高度。

图15A示意性地图示了具有不同长度(Li-3、Li-2、Li-1、Li、Li+1)的五个区段(1201、1202、1203、1204、1205)；图15B示意性地图示了图15A的区段的上部中央部分(圆圈A)的放大图。最短的区段(1202)可以是(如所示的)标准区段，但是更通常是非标准区段，例如具有低波形区的一个区段。区段中的所有区段具有相同的波长a，但是这些区段具有不同的长度。在长度为Li+1的区段(1205)与长度为Li的区段(1204)之间没有相移(相移-0)，而在长度为Li的区段(1204)与长度为Li-1的区段(1203)之间、长度为Li-1(1203)的区段与长度为Li-2的区段(1202)之间、以及长度为Li-2(1202)的区段与长度为Li-3的区段之间(1201)的相移是a/2，使得，对于这些区段中的每个区段，一个区段中的峰与下一区段中的谷共线。板厚度为b。示出了IML(i-1/i)(1206)和IML(i/i+1)(1207)。

利用图15A至15B所示的线性倒角，可以计算区段之间的过渡区的宽度。对于15°的倒角角度α(1260)，具有倒圆的过渡区宽度将大约为2b；因而障碍区的宽度大约为4b。对于32°的倒角角度α(1250)，过渡区宽度将大约为b。对于90°的倒角角度α(1210)，过渡区宽度将大约为b/2。示出了对于IML(i-1/i)(1206)的障碍部的对于90°(1210)、75°(1220)，60°(1230)、45°(1240)、32°(120)和15°(1260)的倒角角度的形状。

还示出了与峰线成大约30°的角度并且从几乎在IML正上方的点开始的倒角(1270)，该倒角将延伸约2b的距离并延伸到邻近的谷中。

在本申请中详细描述的波纹结构包括用作支撑区以及沿期望的方向引导流体流的峰行和谷行。另外，流动障碍区从峰阵列和谷阵列的端部产生。在障碍区内，流动路径变窄到被表示为‘窗口’的最小宽度。窗口高度以及障碍部在该窗口上方或下方的高度都是为特定板性能而设计的参数。

如果期望获得对于在PHE板两侧上流动的两个PHE流体相同的障碍部和窗口高度，则能够期望将板的横截面分成尺寸相同的两个单独窗口，对于每种流体有一个窗口。如果板拉制深度为b’或b”，或者在忽略板厚度之后为b，则等横截面处的最终窗口高度为b’/2，b’/2或大约b/2。

图15C示意性地图示了在峰或谷的端部附近的阻碍部的位置。阻碍部可以交错(161)以使相邻的阻碍部落在IML或另一边界的相对侧上。阻碍部可以对准(162)以使阻碍部的中心全部位于下述阻碍部上：该阻碍部可以全部具有相同的尺寸(161、162)或不同的尺寸(163)以及它们的任何组合(164)。

图15D图示了穿过不同竖向横截面的板堆叠体和流体流，流体流通过板堆叠体以用于沿着板堆叠体流动。左侧是通过堆叠体中的单个板的流动，而右侧是通过堆叠体的四个板(最低行)和堆叠体中的两个板(第3行和第4行)的流动。第2行示出了区段Sn(粗线)中的峰和谷的侧部，而浅色线示出了区段Sn+1中的峰和谷的侧部。Vi(1501)是谷，Pi(1503)是峰并且Mi(1503)示出了阻碍部的区域。

左侧上的最低行示出了多板堆叠体中一个板的上方和下方的流动。流体1在板上方流动，并且流体2在板下方流动。右侧上的最低行示出了多板堆叠体中的四个板上方和下方的流动。流体1(浅灰色)在堆叠体中的第一板和第三板上方以及堆叠体中的第二板和第四板下方流动，而流体2(深灰色)在第一板和第三板下方以及第四板上方流动。流体流动穿过高波形区。间隔中的所有间隔都充满了流体，其中，最低行菱形和第三行菱形的菱形中充满了流体，并且流体2位于第二行菱形中和第一行菱形下方的上半菱形中以及最上行半菱形的下半行中。

第二行示出了用于区段Sn的峰和谷的边缘(粗对角线)和用于区段Sn+1的峰和谷的边缘(浅对角线)。示出了峰(Pi，151)、谷(Vi，152)和鞍点(Mi，153)。过渡区(154)中的阻碍部局部地阻挡了流体的流动，并且第三行示出了流体1和流体2流动穿过第一过渡区中的窗口(155)，而行4示出了流体流动穿过过渡区的后半部中的窗口。第4行中的箭头示出了横跨横截面的运动方向，朝向峰向内的箭头是对于流体1而言，并且朝向谷向内的箭头是对于流体2而言。第五行示出了流体1仅在高波形区中的流动。

图16A和图16B示出了结构的实施方式的部分，在该结构中，具有峰线和谷线纵向地定向的高波形区域(S(n-1)、S(n+1)、S(n+3))的区段由短的(非标准)区段(S(n)、S(n+2))分开，区段(S(n)、S(n+2))在横向上是平坦的并且在纵向上是倾斜的(在一个端部处比另一端部处高)。峰由粗实线表示，谷由粗点划线表示。图16D是图16C的一部分的放大图。

图16A的实施方式在区段Sn-1、Sn、Sn+1与Sn+2之间没有相移。区段之间的障碍部区域包括相邻峰与位于相邻谷之间的高谷之间的低峰。将障碍区分为两个过渡区的中间线在不同高度处，其中，区段S(n-1)与区段Sn之间的IML在3b/4的高度处，区段S(n)与区段S(n-1)之间的中间线在b/2的高度处，并且区段S(n-1)与S(n-2)之间的IML在b/4的高度处。所有的高度都是示例性的；任何中间线可以在0与b之间的任何高度处，并且如上公开的，任何中间线不必在恒定高度处并且不需要是直线。

图16B的实施方式在区段Sn-1之间没有相移，但是在Sn与Sn+1之间以及在Sn+1与Sn+2之间具有a/2的示例性相移。区段之间的障碍区包括相邻峰之间的低峰和相邻谷之间的高谷。将障碍区分为两个过渡区的中间线在不同高度处，其中，区段S(n-1)与区段Sn之间的IML在3b/4的高度处，区段S(n)与区段S(n-1)之间的中间线在b/2高度处，并且区段S(n-1)与S(n-2)之间的IML在b/4的高度处。所有的高度是示例性的；任何中间线可以在0与b之间的任何高度处，并且如上公开的，任何中间线不必在恒定高度处并且不需要是直线。

流体在板的上侧部和下侧部上的行为可以相同也可以不同，即使对于相同的流体情况也是如此，因为流动的特性将取决于窗口，其中，窗口是流体可以在流动通道的出口处通过的最小的自由横截面区域，其中，出口通常位于TZ中。对于非限制性示例，区段S(n)中的流动路径中的在板上方朝向S(n+1)流动的流体将分开并且穿过至峰的左侧和右侧，从而部分阻塞小道流动路径的出口。窗口由第一板上的谷的两个(上升)侧部和上方的板的下降侧部定界。用于流体1流动的半窗口在谷与板的深度b之间；窗口从窗口的基部的高度h(Win1)延伸至板的厚度b，使得0≤h(Win1)≤b。类似地，用于流体2的窗口由第一板上的峰的两个(下降)侧部和下方的板的上升侧部定界。用于流体1流动的半窗口位于区段平面与峰之间；窗口从区段平面延伸至窗口的顶部的高度h(Win2)，使得0≤h(Win2)≤b。然而，窗口的高度的总和不能大于板的厚度；此外，窗口竖向地对准，因为对于存在用于流体1的任何窗口，流体1的窗口的底部将是流体2窗口的顶部，因此h(Win1)+h(Win2)＝b。

图16B示出了区段S(n-1)与区段S(n)之间、区段S(n)与区段S(n+1)之间以及区段S(n+1)与区段S(n+2)之间的3个IML。IML的高度分别是3b/4、b/2和b/4。高度可以通过改变TZ的特性以及TZ之间的任何非标准区段的特性来独立设定。

图16C至图16D示出了结构的实施方式的一部分，在该结构中，具有峰线和谷线纵向地定向的高波形区(S(n-1)、S(n+1)、S(n+3))的区段由短的(非标准)区段(S(n)、S(n+2))分开，区段(S(n)、S(n+2))在横向上是平坦的并且在纵向上是倾斜的(在一个端部处比另一端部处高)。峰由粗实线表示，谷由粗点划线表示。图16D是图16C的一部分的放大图。

在区段S(n-1)与区段S(n+1)之间没有相移，并且如果标准区段S(n+2)被忽略，在区段S(n+1)与区段S(n+3)之间存在a/2的相移。

在该示例性实施方式中，区段S(n+2)在IML(n+2/n+3)处处于低谷上方的3b/4的高度处、并且在IML(n+1/n+2)处处于b/4的高度处；区段S(n+2)段在IML(n+2/n+3)处具有低峰，并且在IML(n+1/n+2)处具有高谷。类似地，区段S(n)在IML(n/n+1)处处于低谷上方3b/4的高度处，并且在IML(n/n-1)处处于b/4的高度处；区段S(n)在IML(n/n+1)处具有低峰，并且在IML(n/n-1)处具有高谷。在该示例性实施方式中，b/4和3b/4的高度已经用于低峰和高谷，其中，b是板厚度，尽管0与b之间的任何值都是可以的，并且低谷/高峰的高度对每个区段可以是不同的。

流体1在板上方流动(实线箭头)。至少一些谷的最上边缘(最高峰的线)与上面相邻的板的类似高边缘接触，这构成了全流动阻塞；流体1将不会横向地通过最上边缘至相邻的谷。该谷的几何结构在其下游边缘处由下一区段中的相移峰封闭，使得离开谷的流将被横向偏转(箭头分裂以绕相移峰穿过)。谷的基本结构贯穿区段中的每个区段横向重复。在板的向下侧部上，互补的峰结构形成在面向上的谷的两个侧部上，流体2在板下方流动通过(虚线箭头)两个侧部。

图16C至图16D还示出了IML的两个侧部上的过渡区，对于该过渡区，过渡区宽度大约为b的值(板绘图深度)。

另一实施方式示出了区段S(n+1)和区段S(N+32)被2个IML分开，其中，非标准区段S(n+2)在区段S(n+1)与区段S(N+32)之间。这增加了灵活性，因为非标准区段既可以允许用于区段S(n+1)和区段S(n+3)的窗口高度的独立调整，又可以包含用以进一步调整流体的流动特性的波形区。

该实施方式允许窗口的高度针对每种流体而独立地设定，因为高峰和低谷的高度对于在每个端部处包括低峰或高谷的每个区段可以是不同的。用于FL1的窗口尺寸由低峰的高度设定，用于流体1的窗口尺寸是高峰高度与低峰高度之间的差，而用于流体2的窗口尺寸由高峰的高度设定，用于FL1的窗口尺寸是高谷的高度与低谷的高度之间的差。

应该注意的是，至少一个附加的峰和/或谷可以插入以低峰或高谷结束的区段中；如果存在多于一个的峰和/或谷，则峰和/或谷的高度可以在纵向上、横向上或两者上不同。实施方式可以包括以上公开的任何特征；对于非限制性示例，任何IML可以不垂直于流动方向，流动方向不需要与板的边缘对准，并且峰/谷不需要均匀地间隔。

在该应用中，另一种PHE设计是可以的，其中，在两个相邻的板之间，这构成用于特定流体的间隙，一个或更多个中间板被插入、穿透或不穿透，一个或更多个中间板在两个侧部上与仅一种流体接触，并且在特定的支撑点或支撑线处与所述一个或更多个中间板的相邻板接触。由于由板的多样性以及通过传导而从板到板传递热量的大量且密集的支撑点引起的增加的热传递区域和流动特性，这些中间板用于导流、降低压降以及增强热传递。

为了在带垫圈的PHE情况下实现该波纹状结构，建议所添加的中间PHE板将位于低压流体侧上，因为在该流体侧上的板之间的支撑因来自高压流体的轻微压缩而更牢固，并且因此热传递将因相邻板之间在支撑点或支撑线处的传导而增强。此外，钎焊型PHE还适用于添加用于各种用途的中间波纹状板。

图17A至图17G示出了用于施加通常为气体(或冷凝气体)的较低热传递系数的流体(流体1)以及可以为液体、蒸发液体或冷凝液体的较高热传递的流体(流体2)的PHE，在PHE中，流体1(例如空气)在利用流体2传递热能之后进入一侧上的板边缘之间的PHE并且从相反侧上的板离开，流体2经由顶部和底部处的端口进入并离开PHE板之间的空隙，并且然后在板之间的空隙中从下部端口横向地行进至上部端口。

相邻组的空隙可以是流体1/流体1、流体1/流体2或流体2/流体2。在图17A的实施方式中，示出了穿过板堆叠体截取的横截面，例如，流体1在板22的上方和下方流动，流体1在板21的上方流动，其中，流体2在板21的下方，并且流体2在板19的上方和下方流动。

如上所述，这种PHE类型是带翅片的管式热交换器的替代方案，其中，管道被所附接的翅片围绕，所附接的翅片被管道轻微压缩。该热传递技术已知为“扩展热传递区域”，其中，构成热传递区域的扩展的翅片收集来自流动通过翅片的气体的能量并将该能量通过管道(通常由铜材料制成)的表面传递至流动通过管道的其他流体。

如在本申请中所描述的，与带翅片的管式热交换器相比，新颖的PHE设计的优点在于，在支撑线/点处的内板接触相对较强，这是由于拉杆的压缩并且由于压缩低压流体的主板和中间板的高压流体。过去的研究已经表明，板翅片热交换的性能会随着时间的推移而下降，这是由于带翅片的管接触点随着时间的推移而松动。然而，在这种新颖的PHE板设计中，可以实现较大量的热传递，这是由于允许相邻的板之间热接触的大的表面面积以及支撑点和支撑线的密度；并且热传递速率不会随着时间的推移而降低，这是由于确保随着时间的推移而持续接触压缩的PHE板的设计。

图17B至图17D示出了用于具有明显不同的热传递系数的流体的PHE的另一示例性实施方式，其中，在流动路径中没有相移。图17B示意性地示出了侧视图，其中，在图17C中示出了流体2的流动、沿着17B的线A-A截取的侧视图，在图17D中示出了流体1的流动、沿着图17B的线B-B截取的侧视图。如可以看到的，流体横跨图中水平地流动。

图17E至图17G示出了用于具有明显不同的热传递系数的流体的PHE的另一示例性实施方式，其中，在流动路径中具有相移。图17E示意性地示出了侧视图，其中，在图17F中示出了流体2的流动、沿着17E的线A-A截取的侧视图，在图17G中示出了流体1的流动、沿着图17E的线B-B截取的侧视图。在该实施方式中，除了相移之外，流动路径延伸超过入口端口和出口端口以增加热传递的区域。图17F中的虚线箭头指示在流动路径之间在相移处的流体流动。

如上所述，板通过拉杆或在边缘处通过焊接或铜焊而强有力地压缩在一起。板之间的这种强压缩减小了支撑点或支撑线处的热接触阻力，并且因此增强了传导热传递。中间板(例如，图17A中的板22)用作下述延伸表面：来自沿着中间板流动的流体的能量通过延伸表面被收集，并随后通过中间板与主板(其中，不同的流体在主板的两个侧部上流动)之间的接触点/线被传递。所收集的能量最终通过主板的表面区域传递至其他流体。

除了相移之外或作为相移的替代方案，低波形结构、比如在图18至图23中所示的示例性实施方式可以相对于流动方向以一阻碍(obstructing)角度安置。低波形的特征在于具有低于板的绝对高度的低峰以及高于板的最低高度的高谷。这些中等高度的中间区域通常安置在相邻区段的高波形区之间，并且用作区段之间的过渡表面。

在PHE中，重要的是，借助于这些板来支撑堆叠体的板，并且将压力从板传递至拉杆或其他连接装置。由于板非常薄(例如，小于约0.2mm至约0.8mm)，因此支撑距离非常重要，并且在板之间提供较小的最小距离的结构是优选的，这是因为可以使用具有更好的导热性和较低成本的薄板。因此，板设计者可以使用高谷和低峰和/或突起和凹陷部以在邻接板之间提供支撑。

图18、图21和图22提供了针对三个示例性实施方式中的每个示例性实施方式示出在不同位置处和不同平面中的几个横截面的概图。

在图18中，IML(IML1和IML2)是恒定竖向高度的直线，其中，IML1的高度为3b/4，并且IML2的高度为b/4。为IML处的高度或为低峰和高谷赋予的实际值、低峰或高谷的高度是示例性的。在一实施方式中，可以使用0与b之间的任何高度。

图19示意性地示出了具有倒角型TZ的两个区段以及在区段之间没有相移。IML横跨板竖向地曲折前进(zigzag)，沿着峰的线在3b/4高度(D-D截面)处并且沿着谷的线在b/4高度(D-D截面)处。因此，流体1(在板的上方)与具有较大窗口的流体2(在板的下方)相比将对流动具有更大的阻碍和更大的压降(以及更大的热交换)。

图20示意性地示出了具有倒角型TZ以及两个区段之间的a/2的相位移动。IML横跨板竖向地曲折前进，沿着峰的线在3b/4高度(D-D截面)处并且沿着谷的线在b/4高度(D-D截面)处。因此，流体1(在板的上方)与具有较大窗口的流体2(在板的下方)相比将对流动具有更大的阻碍和更大的压降(以及更大的热交换)。然而，对于流体1和流体2两者，将会有横跨板的更大程度的混合，并且对于两种流体将会有更大程度的湍流(以及因此更高的热交换)。

图21示意性地示出了区段Sn的视图，其中，高波形区包括多个峰和多个谷。如图15A中所示，从左侧处的IML1开始，区段Sn包括过渡区、具有V形流动路径的高波形区、以及第二过渡区；该区段终止在IML2处。该区段包括多个侧峰(粗实线)和谷(粗点划线)。

图21示意性地示出了包括两个过渡区和低波形区的非标准区段Sn的视图。如图17A中所示，从左侧处的IML1开始，区段Sn包括过渡区TZ1、包括低峰(LP)和高谷(HV)的低波形区(LWZ)以及第二过渡区(TZ2)；该区段终止在IML2处。

图22示意性地示出了非标准区段Sn的视图，其中，高波形区包括从IML1下降至IML2的平面。IML是在恒定高度处的直线，并且区段Sn包含由IML1和IML2限定的平面。在该实施方式的其他变型中，至少一个IML在每个端部处可以具有不同的高度，至少一个IML可以不垂直于至少一个区段侧边缘，至少一个IML可以是弯曲的、锯齿形的或其他非直线的及其任意组合。

图23A至图23E示意性地示出了区段Sn的视图，其中，高波形区包括多个峰和多个谷。如图23A中所示，从左侧处的IML1开始，区段Sn包括过渡区、具有V形流动路径的高波形区、以及第二过渡区；该区段终止在IML2处。该区段包括多个侧峰(粗实线)和谷(粗点划线)。图23B至图23E包括分别沿着图23A的线A-A、线D-D、线B-B和线C-C截取的横截面。

图23B示意性地示出了区段Sn的沿着线A-A截取的侧视图，线A-A沿着峰的线穿过。区段Sn的峰以在高度h＝3b/4处的低峰开始。然后区段Sn的峰横跨TZ上升至高度b并保持在高度b处，直到到达第二TZ为止。这些峰然后下降至h＝b/4的低峰高度。

图23C示意性地示出了区段Sn的沿着线D-D截取的侧视图，线D-D沿着谷的线穿过。区段Sn的谷以在高度h＝3b/4处的高谷开始。然后区段Sn的谷横跨TZ下降至高度0并保持在高度0处，直到到达第二TZ为止。这些谷然后上升至h＝b/4的高谷高度。

图23D示意性地示出了区段Sn的沿着线B-B截取的侧视图，线B-B沿着线IML2穿过。流体FL1在与纸的平面垂直的板的上方、在长且薄的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从IML线(高度＝3b/4)至高的峰平面(高度＝b)的一半高度。流体FL1在板的上方在长且薄的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从高峰平面(高度＝b)至IML线(高度＝3b/4)的一半高度。流动路径由在高度3b/4与高度b之间的小三角形金属区段分开，其中，低峰谷上升至高峰。流体FL2在板的下方在大的六边形窗口(其他3个边属于下方的邻接的板)中流动，其中，该窗口具有在3b/4处的顶部、以及在0处的中心线(基部将在距下一个下板的低谷平面的3b/4处)。

图23E示意性地示出了区段Sn的沿着线C-C截取的侧视图，线C-C沿着线IML1穿过。流体FL1在与纸的平面垂直的板的上方流动通过大的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)，其中，该窗口具有在b/4处的基部、以及在b处的中心线(顶部将在距下一上板的低谷平面的b/4处)。流体FL2在板的下方在长且薄的六边形窗口(其他3个侧边属于下方的邻接板)中流动，该窗口具有从低谷平面(高度＝0)至IML线(高度＝b/4)的一半高度。流体FL2的流动路径由高度b/4与0之间的小三角形金属区段隔开，其中，高谷下降至低谷。

因此，如果该区段设计纵向地重复，每种流体交替地流动通过大窗口和小窗口。热传递(和压降)在小窗口处较大、在大窗口处较小。因此，这种类型的板设计可以在仅压降的增加很小的情况下增加两种流体的热传递。

图24A至图24D示意性地示出了非标准区段Sn的视图，其中，高波形区包括单个低峰(在IML2处)和单个高谷(在IML1处)。如图24A中所示，IML是恒定高度处的直线，并且区段Sn包括由IML1和IML2限定的平面。在该实施方式的其他变型中，至少一个IML可以在每个端部处具有不同的高度，至少一个IML可以不垂直于至少一个区段侧边缘，至少一个IML可以是弯曲的、锯齿形的或其他非直线的及其任意组合。

图24B至图24E包括分别沿着图24A的线A-A、线B-B和线C-C截取的横截面。

图24B示意性地示出了区段Sn的沿着线A-A截取的侧视图，线A-A沿着峰的线穿过。区段Sn在高度h＝3b/4处开始。然后，区段Sn横跨TZ上升至高度b并保持在高度b处，直到到达第二TZ为止。这些峰然后下降至h＝b/4的低峰高度。

图24C示意性地示出了区段Sn的沿着线C-C截取的侧视图，线C-C沿着线IML1的线穿过。流体FL1在与纸的平面垂直的板的上方流动通过大的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)，其中，该窗口具有在b/4处的基部和在b处的中心线(顶部将在距下一上板的低谷平面的b/4处)。流体FL2在板的下方、在长且薄的六边形窗口(其他3个边属于下方的邻接的板)中流动，该窗口具有从低谷平面(高度＝0)至IML线(高度＝b/4)的一半高度。用于流体FL2的流动路径由高度b/4与0之间的小三角形金属区段分开，其中，高谷下降至低谷。

图24D示意性地示出了区段Sn的沿着线B-B截取的侧视图，线B-B沿着线IML2穿过。流体FL1在与纸的平面垂直的板的上方、在长且薄的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从IML线(高度＝3b/4)至高峰平面(高度＝b)的一半高度。流体FL1在板的上方、在长且薄的六边形窗口(其他3个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从高峰平面(高度＝b)至IML线(高度＝3b/4)的一半高度。流动路径由高度3b/4与b之间的小三角形金属区段分开，其中，低峰谷上升至高峰。流体FL2在板的下方、在大的六边形窗口(其他3个边属于下方的邻接的板)中流动，其中，该窗口具有在3b/4处的顶部、在0处的中心线(基部将在距下一下板平面的低谷平面的3b/4处)。

因此，每种流体交替地流动通过大窗口和小窗口。热传递(和压降)在小窗口处较大、在大窗口处较小。因此，这种类型的板设计可以在仅压降增加很小的情况下增加两种流体的热传递。

在图23和图24中，互连表面是平面；在其他实施方式中，互连表面可以是波状的或其他纹理的。互连表面的尺寸可以变化；互连表面可以是短的或长的。互连表面的形状可以通过要连接的两个相邻中间线的形状来表征或以其他方式构造。

在图25中，所示的非标准区段仅包括低波-该示例性实施方式与两个侧上的相邻板之间没有接触，但是如上所述，区段也可以包括高波和/或支撑。区段Sn与区段S(n+1)互连，并且在另一侧部与区段S(n-1)互连。不同的区段可以具有不同的形状、尺寸和构型。这些区段的特征在于具有多个i波，i为任意数目(整数或不是整数)，这些波可以从下述波中选择：这些波特征在于具有低峰和高谷，所述低峰和高谷相应地小于或等于高波水平中的峰和/或等于或高于低波水平中的谷。

图25A至图25D示意性地示出了非标准区段Sn的视图，该非标准区段Sn包括两个过渡区和低波形区。如图17A中所示，从左侧处的IML1开始，区段Sn包括过渡区TZ1、包括低峰(LP)和高谷(HV)的低波形区(LWZ)、以及第二过渡区(TZ2)；该区段终止在IML2处。图25B至图25D包括分别沿着图25A的线A-A、线B-B和线C-C截取的横截面。由于板的最低高谷与下一板的最高低谷之间存在空隙，因此流体可以横跨板的整个宽度横向地流动。

图25B示意性地示出了区段Sn的横跨Sn的低峰和高谷的沿着线A-A截取的侧视图。在该示例性实施方式中，低峰在高度h＝3b/4处，并且高谷在b/4的高度处，但是低峰和高谷实际上可以在h＝0与h＝b之间的任何高度处。在该示例性实施方式中，高度在整个TZ1中为3b/4，并且在TZ2中从3b/4下降至b/4。明显的是，高度在任一TZ的任何部分中可以是恒定的或在高度和/或方向上变化。流体1在板的上方流动，并且流体2在板的下方流动；因为，除非用于谷的h＝0或用于低峰的h＝b，否则流动方向将取决于窗口的尺寸以及流体进入区段Sn的方向和流体离开区段Sn的方向。

图25C示意性地示出了区段Sn的沿着线B-B截取的侧视图，线B-B沿着线IML2穿过。流体FL1在板的上方、在长且薄的四边形窗口(2个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从IML线(高度＝3b/4)至低峰平面(高度＝b)的一半高度。流体FL2在板的下方、在宽的四边形窗口(其他2个边属于下方的邻接的板)中流动，该窗口具有从低峰平面(高度＝3b/4)至低谷线(b＝0)的一半高度。

图25D示意性地示出了区段Sn的沿着线C-C截取的侧视图，线C-C沿着线IML1穿过。流体FL1在板的上方、在长且薄的四边形窗口(两个边属于上方的邻接的板)中流动，该窗口具有从IML线(高度＝3b/4)至低峰平面(高度＝b)的一半高度。流体FL2在板的下方、在宽的四边形窗口(其他2个边属于下方的邻接的板)中流动，该窗口具有从低峰平面(高度＝3b/4)至低谷线(b＝0)的一半高度。

因此，流体1流动通过小窗口，而流体2流动通过大窗口；用于流体1的热传递系数大于用于流体2的热传递系数。这是有用的，如果两种流体具有明显不同的热传递系数，并且如果两种流体的流量、粘度或两者明显不同。

低于高峰的波峰(低峰)和高于低谷的波谷(高谷)仅当一个板上的支撑突起深得足以与下一板上的凹陷部汇合时或者当相邻的板上的支撑突起接触时才被支撑(触及相邻的板)。低峰和高谷用于以增加压降为代价来改善热传递中的湍流。相邻的支撑部可以相对于彼此成角度，使得相邻的支撑部沿着仅其最高区域的部分触及。

图26A示意性地示出了在中间线IML(n/n+1)处汇合的两个互连区段之间没有波(i＝0)的情况下具有过渡区TZ(n)和TZ(n+1)的实施方式。过渡区形成对称的镜像。当(未示出)中间线具有高峰的高度的一半(h1＝b/2)时，流体1(FL1)在窗口1、流体1可以流动的横截面区域中流动的障碍部等于流体2(FL2)在窗口2、流体2可以流动的横截面区域中流动的障碍部。然而，如果中间线在不同的高度处，对于非限制性示例，h1＝3b/4＝b/2+x，其中，x＝b/4，则流体1在窗口1中流动的障碍与流体2在窗口2中流动的障碍不同。窗口1的高度为b/4，而窗口2的高度为3b/4，使得流体1的障碍(此处为3b/4)比流体2的障碍(b/4)高。

由于中间线的高度与中间线互连的区段的峰和谷的高度无关，因此流体1的障碍与流体2的障碍无关，使得流体1的流动参数与流体2的流动参数无关。

图26B和图26C示出了FL1在障碍1上的流动以及FL2在障碍2上的流动，更清楚地示出了用于FL1(图26B)的流动区域3b/4、以及b/4(图26C)。

图26D示出了三个区段S(n-1)、S(n)和S(n+1)，其中，中间区段S(n)包括超低通道区域：Window 1和Window 2的特征在于h＝1/4。图26E示出了其中h(Win1)＝h(Win2)＝b/4的构型。在中间区段S(n)中，在TZ(n-1/n)与TZ(n/n+1)之间提供IML(n-1/n)。图26F示出了区段S(n)的右端部的放大图。图26G示出了三个区段构型，其中，流体2在Ob2、非标准区段S(n)的表面下方流动。IML(n-1/n)位于TZ(n-1/n)与TZ(n/n+1)之间，h(Win2)＝b/4。图26H示出了三个区段构型，其中，流体2在Ob2下方流动。IML(n-1/n)位于TZ(n-1/n)与TZ(n/n+1)之间，h(Win1)＝b/8，h(Ob1)＝7b/8；并且h(Win2)＝5b/8，h(Ob2)＝3b/8。图26I示出了包括HWSA和LWA的三个区段构型。h(Win1)＝h(Win2)＝1/4。图26J示出了三个区段构型，其中，h(Win1)＝b/8并且h(Win2)＝b/2。图26K示出了不同构型，其中，在h(Win1)＝b/8并且h(Win2)＝b/2。图26L示出了不同构型，其中，h(Win1)＝h(Win2)＝1/4。

图27示意性地示出了这样的实施方式：其中，上板的低波形区与中间(中)板形成第一流动路径，从而提供流体1从右向左的湍流，而中间(中)板与下板形成第二平行流动路径，从而提供流体2从左到右逆流的湍流。在各个实施方式中，流体1和2的流动可以是并行的或逆流的。

图28示意性地示出了包括支撑部的区段S(n)。在图28中，标记为V的第三谷的至少部分在b/4的高度处，并且第三谷的至少部分在0的高度处。在谷V在0的高度处的位置处，谷V将与下一相邻的下板接触，从而为板提供支撑。类似地，第三峰(标记为P)的至少部分在3b/4的高度处，并且第三峰的至少部分在b的高度处。在峰P在b的高度处的位置处，峰P可以接触下一相邻的上板，从而为板提供支撑。在低峰或高谷的任何部分上可以进行支撑。峰在高度b处的部分的并非所有部分都需要接触相邻的板，并且类似地，谷在高度0处的并非所有部分都需要接触相邻的板。

下面示出的PHE还包括区段之间的相移。通常，在以下描述的图中，流体1在板的上方流动，而流体2在板的下方流动。在图29中，流体1与高度h＝b/4的障碍汇合，而流体2与高度h＝3b/4b的不同障碍汇合。

图30示出了具有4个区段的板，其中，峰的线包括曲线和超波形区域，使得峰的终止端部(以及类似地，谷的终止端部)在区段的一个端部比在另一端部高，使得峰-谷距离横跨区段保持相同，但是板的下方(及板的上方)的横截面面积横跨每个区段而变化。区段n-1是下降区段；区段n-1最右侧的终止端部低于区段n-1的最左边的终止端部。区段n是上升区段，而区段n+1是后接另一上升区段的下降区段。区段之间的每个TZ也显示阻碍部。在该实施方式中，峰和谷的线与板的纵向边缘平行；曲线也沿着x轴线上升和下降。然而，其他实施方式可以具有彼此不对准或与板边缘不对准的峰/谷的线和曲线的上升和下降的方向。

图31示意性地示出了异构的相移模式。区段S(n-1)相对于区段S(n)没有相移，同时区段S(n)相对于区段S(n+1)具有180度的n角度相移、a/2的相移。存在三个中间线，第一中间线在高度h＝b/4处，第二中间线在高度b/2处，并且第三中间线在高度3b/4处。

图32示出了异构TZ图案。在第一中间线中，峰TZ具有相同的形状，并且谷TZ具有相同的形状，但是峰TZ的形状与谷TZ的形状不同。在第二中间线处，峰TZ和谷TZ的形状和大小相同，但峰与谷相比与TZ对向不同的角度。对于所有峰而言，角度是相同的，并且对所有谷而言，角度是相同的。在第三IML处，在IML的一个侧部上的TZ具有与在IML的另一侧部上的TZ不同的形状和大小。上述的不同组合也是可能的。

图33示意性地示出了具有相移区段的类似板。与非相移板比如如图26所示的非相移板相比，相移将诱导进一步的湍流并且还可能引起涡旋。会产生额外的湍流(和涡旋)，这是由于在一个区段中的流动路径中的流动流体将分成两股流，从而流动穿过相邻的流动路径，以便绕过由下一个流动路径中相移峰引起的障碍部。这在图29中由线表示，这些线分开以绕开由峰的终止端部和侧部形成的障碍部，并且从而越过障碍部在流动路径中重新接合。应当注意的是，分开的流与来自相邻流动路径的分开的流将混合，从而还增加了横跨板的流体混合并且增加了流动湍流。

该实施方式增强了湍流，这是因为来自相邻的上游流动路径的流将在下游流动路径中汇合并混合。高波形区的特征在于具有多个峰，所有峰沿相同主方向(此处为南北方向)对准。

在以上所示的实施方式中，单个IML将相邻区段分开。在图30中，示出了两个平行的IML。每个IML线的高度与其他IML的高度无关。该构型可以用于在板的两个侧部包括其中h>b/2的高障碍部时减小流动阻力。

图34示意性地示出了没有相移的实施方式。每个中间线具有不同的高度，其中，最南边的中间线是最高的、在3b/4的高度处，中间的中间线在b/2的高度处，最北边的中间线是最低的、在b/4的高度处。流体1向北流动；速度横跨最南边的中间线将是最大的，而横跨最北边的中间线将是最小的。对于同时在板的下方流动的流体2，另一方面速度对于最南边的中间线将是最小的，而对于最北边的中间线将是最大的。因此，对于流体1在最北边的IML处最容易产生湍流，同样，对于流体2在最南边的IML处也最容易产生湍流。

图35示意性地示出了具有由TZ和中间线分开的多个区段的板的截面。在区段n中，峰/谷线平行于板的边缘。在区段n+1中，峰-谷线垂直于板的同一边缘。区段n+1还包括高谷、低峰、中间波形区域和峰支撑部。区段n+2和区段n+3相对于彼此相移，但是区段n+3和区段n+4没有相移。支撑部在区段n+2中设置在HWZ的端部处。区段n+3和区段n+4的峰和谷具有平坦的顶部(底部)。沿着区段n和区段n+1的峰/谷线提供支撑。

下面讨论的三个图示36A至36C再次示出了相移板。非相移板也是可以的。该板还包括超低波形区域。中间线n+1/n+2从西向东改变中间线n+1/n+2的高度。中间线n+1/n+2在h＝b/4处开始，然后在中间处h＝b/2，并且在h＝3b/4时终止。在区段n中，以垂直于流动方向超出的三个波(即三个低峰和三个高谷)为特征。这些无支撑区域可以提供具有较低压降的较低流动速度。提供支撑点：向上的(UP)和向下的(DOWN)相邻的邻近板。这种构型提供了增强的热传递和增加的板支撑。

下面的图36C示意性地示出了特征为截短的脊的峰(例如，锯形区域的各种形状和尺寸中的凹入部分)。这种结构能够增加流的数目，提高速度。这种结构改善了热传递并增加了压降。该图示还描绘了向上和向下放入支撑点，例如，凹陷形的突起形构件。

下面的图示意性地示出了支撑点所位于的锯齿形线。中间线也是锯齿形的。突起支撑线可以在凹陷支撑线的上方准确地对准。这些支撑部是可能的，但不是必需的。还公开了锯齿形的超低波状区域。这种锯齿形构造改善了流动的湍流和热交换，这种锯齿形构型还可能会增加压降。

图36A至图36F是支撑区域；而图36D示出了支撑区域的放大，并且图36E和图36F示意性示出了具有支撑部的长的低波形区域。波可以无限长、例如可以达到热传递区域的整个长度。

图36E示出了包括突变的障碍部、即高度增加的障碍部的锯齿形结构，该锯齿形结构提供了连续且不间断的螺旋、盘旋、螺杆运动，该运动将旋转和平移结合，这减小了压降。更类似地，图34示出了由波形状提供的支撑部。

图36F示意性地示出了具有支撑突起(支撑点)的板。支撑突起在许多可能的位置中示出，例如，可以在两个低峰之间的IML处、在高谷中的IML处、在低峰上的IML处和在高峰上的IML处看到向上指向的支撑突起。在两个高谷之间的IML处、在低峰中的IML处、在一个高谷上的IML处、在低谷上的IML处可以设置向下的支撑突起。沿着高峰或低峰的线、或沿着高谷或低谷的线、或在带平坦顶部的峰或谷上是用于向上支撑点或向下支撑点的其他可能的位置。支撑点也可以延伸为支撑线。

应当注意的是，图36F的实施方式包括高峰、以及低峰、高谷、以及低谷、与低峰相邻的低谷、与高峰相邻的低谷以及与高峰相邻的高谷。还示出了过渡区(传递区)。过渡区也可以包括至少一个波形区，该波形区通常但并非必须是低波形区。

图37示意性地示出了超低波形区域中的支撑点。

图38示出了具有4个区段的板，其中，峰的线包括曲线、超波形区(EWA)，使得峰的终止端部(以及类似地，谷的终止端部)在区段的一个端部处比另一端部处高，使得峰-谷距离横跨区段保持相同，但板的下方(及板的上方)的横截面面积横跨每个区段而变化。区段n-1是下降区段；区段n-1的最右侧的终止端部低于区段n-1的最左侧的终止端部。区段n是上升区段。在区段n与区段n+1之间是传递区，该传递区包括与区段n-1、区段n、区段n+1和区段n+2中的波的线垂直的波。区段n+1是后接另一上升区段的下降区段。区段之间的每个TZ也会显示阻碍部。在该实施方式中，区段中的峰和谷的线平行于板的纵向边缘；曲线也沿着x轴线上升和下降。

IML示出为与区段n-1、区段n、区段n+1和区段n+2中的波的总线垂直。TZ可以是大致平坦的、具有大致凸曲线、具有大致凹曲线、具有与TZ的外部的波对准的波、具有与TZ的外部的包括相移的波垂直的波、与TZ的外部的波成另一角度、以及其任意组合。取向可以相对于板轴线在任何方向上。IML可以与板轴线成任何角度theta，而不仅仅是垂直。示出了2个示例性角度theta3和theta4。Tz可以包括高谷、低谷、高峰、低峰及其任意组合。

除了图39中所示的区段类型以外，图40示意性地图示了区段S(n+4)、区段S(n+2)，其中，波形区中的相邻行的峰和谷相对于彼此成角度，其中，具有波的波形区域提供的流动通道几乎垂直于流动通道(S(n+3))和垂直于流动通道(S(n+1))，其中，沿着流动通道的交替波具有不同的形状，

沿着线A-A、线B-B、线C-C和线D-D的侧视图示出了，流动路径可以在竖向方向以及水平方向上具有锯齿形(或其他非直线形)的边缘。

图41和图42示出了具有多个结合部的间接和发散的连接部，该连接部连接在第一峰端点1(3401)与第二峰端点2(3402)之间。从峰端点1向下至中间高度结合点1a(3403)，然后至鞍点1a和1b(3404)；然后以类似的方式上升。

对称/不对称的板波纹图案

在一些实施方式中，PHE波纹板图案关于PHE的xy中间高度平面是“不对称的”，使得从板侧部U看到的突起图案不同于从板侧部D上看到的凹陷图案；中间高度平面的上方的波纹图案与中间高度平面的下方的波纹图案不同。这与对称的波形波纹相反，在对称的波形波纹中，除了可能在板的热交换区域的边缘之外，在PHE板的相反侧部之间不存在几何图案上的差异。

不对称的波纹图案引起在相反侧部之间HWZ波形形式性质的不同，这种不同可以包括基本波形形状(正弦形、V形、正方形或其他)、弯曲、倾斜角度、形状不规则、附加特征以及其任意组合。另外，不对称的波纹图案可以包括板的U侧部与D侧部之间的过渡区和窗口的差异。不对称的波纹图案可以包括或可以不包括相邻区段之间的相移。

图43至图55中的实施方式中的至少一个实施方式示出了以下内容：通过一个或更多个不对称板(70)的横截面，其中，一个图示意性地示出了通过单个板的两个横截面，并且另一图示出了通过多个板的相同横截面。粗实线表示用于流体中的至少一种流体的第一上游横截面，而细实线表示用于上述至少一种流体的先前横截面的下游的第二横截面。在该实施方式中，相邻区段相对于彼此相移。由于相移，流将横向移动(例如，在板的下方从P2至P1和P3，或者在板的上方从V2至V1和V3)。横向的流将通过“窗口”、下降的峰与上升的谷之间的减小的横截面的区域。

向上的峰(72)具有与向下的谷(73)不同的形状。在图43A至图43D中，峰标记为P1至P9，谷标记为V1至V9，并且M1至M8指示障碍区中的鞍点，这些鞍点不在横截面中，而是落在横截面之间。最顶部的(或唯一的)板被标记。对于在板的上方从第一横截面至第二横截面的流而言，第二横截面(74)的峰的终止将形成该下游流的障碍部。通过改变中间高度平面的上方和下方的弯曲部段的形状并且通过改变堆叠取向，障碍部Mn的高度是可控的。

在窗口的底部部分处，在板的上方的流由区域P2-M2-P3示出。用于在板的下方流的窗口的顶部部分由V2-M2-V3区域示出。对在板的上方流的障碍部由M2-P3-M3-V3示出。对在板的下方流的障碍部由M3-P4-M4-V4示出。

示意性地示出了包括相邻区段之间的相移的不对称PHE板波纹图案内的两个相邻区段的横截面。如图36A中的横截面所示的HWZ波纹波在中间高度平面的上方和下方具有不同的曲率。

以上示出了具有波纹图案的板(75)的堆叠体，其中，不对称波纹PHE板与在xy平面(绕Z轴线)中旋转的交替板堆叠。在板堆叠体内的交替通道之间不会发生HWZ流动路径的变化。示出了通道(77、177，带阴影的)的横截面形状。除热交换区域的边缘处的通道外的所有通道具有相同的横截面形状。示出了用于在板的上方和下方流的窗口(85、185、带交叉阴影的)。

用于不对称波纹PHE板(70)的板堆叠的另一选项是使板绕平面内轴线(x或y)通过xz平面或xy平面旋转出平面，使得经旋转的板的U侧部面向下。该图示出了初始取向，并且板1已经旋转。这产生了具有形状和液压直径变化的流动路径的板堆叠体，从而在较大液压直径(82)与较小液压直径(81)之间交替。

该图示意性地示出了具有上面初始波纹图案的两个板，其中，下板(板2)处于初始取向，并且上板(板1)绕平面内轴线旋转。

示意性地示出了用于板(70)在初始取向上的得到的板堆叠体(80)。一种流体将流动通过具有相对较大障碍区窗口(107，竖向的交叉阴影)的相对较大椭圆形HWZ横截面形状(82，右侧阴影)，而另一种流体流动通过在相邻通道中具有相对较小的障碍区窗口(103，对角交叉阴影)的较小的星形HWZ横截面形状(81，左侧阴影)。板(96、97、102、106、108)之间的抵接将流体分开。对于板1而言，中间高度平面(78)的上方的曲率示意性地示出了比中间高度平面(91)的下方的曲率小的倾斜度。第二横截面(74)的峰的终止将形成对该下游流的障碍部。

对于椭圆形的HWZ形状(82)，对流的阻碍部将包括上部的下游星形的下半部和下部的下游星形的上半部。来自左上象限的流将在穿过窗口时逆时针旋转到左侧下游椭圆形HWZ形状的右上象限。来自左下象限的流将在穿过窗口时顺时针旋转到左侧下游椭圆形HWZ形状的右下象限。来自右下象限的流将在穿过窗口时逆时针旋转到右侧下游椭圆形HWZ形状的左下象限。来自右上象限的流将在穿过窗口时顺时针旋转到右侧下游椭圆形HWZ形状的左上象限。如下所述，这种次级旋转运动将有助于增加用于系统的热传递系数。

对于星形HWZ形状(81)，星形形状的窗口(103)比与椭圆形HWZ形状(82)有关的椭圆形状的窗口(107)小得多。另外，穿过星形形状的窗口(103)的流体的偏转量比穿过椭圆形状的窗口(107)的流体的偏转量大得多。因此，可以预期的是，通过星形HWZ(81)的流比通过椭圆形HWZ(82)的流在穿过窗口时引起的次级旋转运动的量大得多。

如上所述，当绕障碍部流动以从一个区段行进至下一个区段时，来自通道的流将分开并穿过相邻的窗口。大的窗口(107)提供较小的流动阻力以及一定程度改善的热传递系数，而小的窗口提供了较大的流动阻力以及热传递系数的较大改善。应当认为的是，热传递系数的改善是由于因窗口的减小的横截面面积、流体流动方向的变化引起流体速度的增加，从而导致流的增加的涡度，所有这些增加了流动湍流以及壁边界层的厚度的减小。

因此，不对称的波形波纹图案和绕平面内轴线的旋转的组合导致这样的热交换器：在该热交换器中，每种流体流动穿过具有明显不同形状的通道。每个通道的特征在于具有特定横截面形状和液压直径的HWZ和窗口，通道之间的横截面形状和液压直径不同。这导致这样的热交换器：在该热交换器中，两种流体之间在压降、热传递对流系数以及其任意组合的方面存在实质性差异。这对于热交换器中的热传递流体之间在窗口和/或流体物理特性方面存在很大的差异的应用尤其重要。

热交换器板在本发明的范围内，在热交换器板中，不对称的波纹波形图案沿着板的长度经历变化。这些变化可以横向于板长度，比如但不限于HWZ的宽度和形状，或长度方向，比如但不限于区段的长度、区段之间的距离、IML的形状和障碍区的形状。这在期望纵向相变的情况下或缺少流宽度方向分布的情况下可能有帮助，并且必须通过在交替的流动间隙之间产生横截面差来辅助。

示意性示出的实施方式，其中，HWZ的横截面几何形状在向下穿过板的期间改变。在该实施方式中，间隙的宽度保持恒定，但是HWZ的周长的曲率和形状改变。对于周长1，在板的一个端部处，右侧部上的周长大约为菱形；间隙的形状和大小对于流体1和流体2两者是相同的。在左侧部上，周长是弯曲的，使得一行中有星形间隙，并且上方和下方的行中都有椭圆形间隙(其中，存在这种邻近的板)，其中，椭圆形空隙的横截面面积比星形空隙的横截面面积大得多。

周长2至5向下行进至板，其中，周长5在板的另一端部处。在周长2的右侧部上，所指示的菱形稍微变窄，而上方(和下方，无论哪个存在)的行中的菱形稍微变宽。在周长2的左侧上，所指示的星形稍微变宽，而上方(和下方，无论哪个存在)的行中的椭圆形稍微变窄。

在周长3的右侧部上，所指示的菱形进一步变窄，从而清楚地示出宽的星形形状，而上方(和下方，无论哪个存在)中的行中的菱形进一步变宽，从而清楚地示出窄的椭圆形。在周长3的左侧部上，所指示的星形进一步变宽，而上方(和下方，无论哪个存在)行中的椭圆形进一步变窄。

在周长4的右侧部上，所指示的菱形从周长3进一步变窄，从而示出较窄的星形形状，而上方(和下方，无论哪个存在)的行中的菱形从周长3进一步变宽，从而清楚地示出了较宽的椭圆形。在周长4的左侧部上，所指示的星形从周长3进一步变宽，从而成为变窄的菱形，而上方(和下方，无论哪个存在)的行中的椭圆形从周长3进一步变窄，从而清楚地示出变宽的菱形。

在板的由周长5所示的另一端部处，在右侧部上，所指示的菱形已变为窄的起始形状，而所指示的菱形已变为宽的椭圆形。在左侧部上，间隙中的所有间隙都是菱形。

在该类型的实施方式的变型中，一种流体流动通过板的一个端部处的窄的星形间隙；这些星形间隙在板的中心附近过渡至菱形，并且流体流动通过板的另一端部处的宽的椭圆形间隙。在这种类型的实施方式的变型中，其他流体将流动通过板的一个端部处的宽的椭圆形间隙；这些椭圆形间隙在板的中心附近过渡至菱形，并且其他流体流动通过板的相反端部处的窄的星形空隙。

在一些变型中，间隙横截面的形状横跨板(未示出)横向变化，其中，作为非限制性示例，在一行中用于一种流体的最右侧间隙具有窄的星形形状，在该行中用于该流体的中央间隙是菱形的，并且在该行中用于该流体的最左侧间隙具有宽的椭圆形形状，其中，间隙的形状横跨该行逐渐变化。在上方的行中的用于其他流体的间隙将在相反的方向上变化，从而在右侧处具有宽的椭圆形形状，并且在左侧处具有窄的星形形状。也可以将两个变型组合，其中，窄的星形形状在左侧处在一个端部处为星形而在左侧上在另一端处为椭圆形，同时在右侧上，椭圆形过渡至星形。

间隙的宽度在向下通过板期间改变的实施方式。蒸汽(或其他可冷凝流体)经由宽的空隙进入底部处，而液体冷凝物经由窄的间隙进入。蒸汽间隙在向下游通过期间变窄，而液体冷凝物间隙变宽。在PHE的下游端部处，在图的顶部处，(蒸发的)冷凝物经由宽的间隙离开，而(冷凝的)可冷凝流体经由窄的间隙离开。

示意性地示出了在PHE的入口附近沿着线C-C的横截面。下行中的蒸汽间隙是宽的，而液体冷凝物间隙是窄的。

在板的中央附近，沿着线B-B的横截面，蒸汽间隙(下行)和液体冷凝物间隙(上行)是大约相同的宽度。

在板的出口端部附近，沿着线A-A的横截面，蒸汽间隙(下行)是窄的，而上行的液体冷凝液间隙是宽的。

这些类型的实施方式在希望蒸汽冷凝物和液体冷凝物在通过PHE期间蒸发的情况下是有用的。

可以使用以下推导找到一种估算HWZ截面积的比率对热传递速率和压降的影响的方法。

无量纲(dimensionless)热传递努塞尔特(Nu)数目定义为：

Nu≡(h·D_H)/k

其中：D_H是定义为4A/p的液压直径，h是流体对流系数，k是流体导热系数，A是横截面表面面积，并且p是横截面润湿周长。

板式热交换器流的努塞尔特数目可以写成西得-塔特(Sieder-Tate)方程：

Nu＝C₁Re^aPr^b(μ_w/μ)^c

该方程式中的努塞尔特数目取决于以下无量纲数目：

雷诺数目：Re≡(ρuD_H)/μ和普朗特数：Pr≡ρC_p/k

其中：ρ是密度，u是窗口，μ是流体体积粘度，μ_w是壁边界处的粘度，并且Cp是热容。C₁、a、b、c是常数，这些常数由Sieder和Tate实验确定并且对于较大范围的横截面形状和液压直径而言与液压直径和横截面形状无关。

将方程式(1)和(2)组合，可以消除努塞尔特数Nu，从而得到

使得

用于每种流体的雷诺数目Re(i)可以写成：

其中，

是体积流量，

是用于每种流体的质量流量，并且窗口μ_i与间隙横截面面积成反比，

因此，雷诺数目Re可以由质量流量和周长来确定；雷诺数目Re不取决于横截面面积。在这种新颖的PHE板设计中，其中，用于两种流体的两个不同间隙共享相同的壁，两个间隙横截面的周长是相同的，使得如果两种流体具有相同的质量流量和粘度，所得的雷诺数目Re也将相同，即使间隙的横截面面积和形状可能非常不同。

对于典型的PHE，用于两种流体的间隙的周长是相同的，因为周长的每个部段是一种流体的间隙与另一流体的间隙之间的边界。

因此，对于典型的PHE，如果用于两种流体的粘度和质量流量相同，则用于两种流体的雷诺数目将相同。

根据方程式(3)，对流系数h与雷诺数目有关并且与液压直径成反比。对流系数h还取决于流体的流体特性。

在两种流体的流体特性相同且两种流体的质量流量相同的情况下，根据方程式(3)，对流系数仅取决于液压直径；对于典型的PHE，穿过具有较大液压直径的间隙的流体将具有较小的对流系数，而与间隙的形状无关。

对于给定的板式热交换器，一般的热传递系数是两种流体的对流系数、两种流体之间分开的壁处的传导系数以及结垢(fouling)因子的倒数之和。

其中：U是热交换器的总热传递系数，h₁是第一流体的热传递系数，h₂是第二流体的热传递系数，k_w是壁传导系数，t_w是壁厚，并且FF是结垢因子。

因此，热交换器板的几何形状可以选择成具有用于两种流动流体的不同的间隙横截面面积值，为此，所得的热交换器的总热传递系数将是所需的。

一种估算板式热交换器内用于每种流动流体的压降的方法是使用达西-韦史巴赫(Darcy-Weisbach)方程式：

其中：ΔP是流体压降，f_D是达西摩擦因子，L是板的流动长度，以及g是重力常数。

窗口u_i与间隙横截面面积成反比，如由以下关系式量化：

达西-韦史巴赫方程式可以转换为以下公式：

使用该估计值，例如，由于面积与压降之间的立方关系，将间隙的横截面面积加倍将导致流压降降低八倍。

图35示意性地示出了纵向区段。板垫圈区域(GA)的部段示出在该图中的左侧处。板的纵向轴线(x)与区段S(n-2)、区段S(n)和区段S(n+2)中的峰(实线)/谷(点划线)的纵向轴线(平行于y轴线)垂直，而峰/谷处于区段S(n-1)和区段S(n+1)的NW/SE角度处。中间线(IML)在区段S(n-1)和区段S(n-2)的左边缘和右边缘两者处都是波形的。其他IML(虚线)是直的。

仍然参考相变材料。在此公开了恒定气体至液体板式热交换器或蒸发器(液相变化至气相)，或气相至液相变化(冷凝器)。板式热交换器包括水平(或竖向)板，在水平(或竖向)板中，堆叠在一起的每两个相邻的板形成至少一个流动路径。在该流动路径中，流体流动并且用于气体的冷却或加热。板借助于垫圈、铜焊、熔接等方式密封。

示意性地示出了PHE的板，其中，流体能够流动横跨相邻的阻碍部之间的区域。区域的大小可以沿着相邻的阻碍部的长度进行改变。在由相邻的阻碍部定界限的最小区域处形成窗口(例如，用于流体流动通过的打开的孔、开口、横截面)。流体1能够流动通过至少一个第一类型的窗口，其中，流体2能够流动通过至少一个第二窗口。在一区段中，第一类型的窗口中的所有窗口具有类似的形状和尺寸。在本发明的实施方式中，第二类型的窗口中的所有窗口具有类似的形状和/或尺寸。在本发明的另一实施方式中，类型1窗口具有与类型2窗口不同的形状。在本发明的实施方式中，由类型1窗口和类型2窗口组成的组中的至少一者的尺寸随着沿着板的距离而改变。通过前述附图中示意性图示的板，提供了有用的各个实施方式：类型1窗口的尺寸增加，并且类型2窗口的尺寸随着沿着板的距离而减小。替代性地，类型1窗口的尺寸减小，并且类型2窗口的尺寸随着沿着板的距离而增加。进一步替代性地，类型1窗口的尺寸增加，并且类型2窗口的尺寸随着沿着板的距离而增加。又替代性地，类型1窗口的尺寸减小，并且类型2窗口的尺寸随着沿着板的距离减小。这些替代方案的组合也是可能的。在附图中描绘的示例中(例如，图44，宽的窗口41和窄的开口42)，由于类型1窗口和类型2窗口组成的组中的至少一者的形状和/或尺寸随着沿着板的距离而改变。图44的窗口的形状和尺寸示出在沿着41孔口轴线至42孔口轴线标记为A-C的三个不同截面处。

根据另一实施方式，四个不对称板120的堆叠体110分别示出了八个流动阶段。每个板120构造有不相同的突起和沟槽。虽然每个突起112是正弦形的，但是在相邻的突起112之间连续延伸的每个沟槽113是中空的，其中，在沟槽的中心线处具有局部凹部116。堆叠体110布置有两种类型的间隙124和间隙126，两种不同的流体分别通过间隙124和间隙126流动，以借助于不同的间隙几何形状促进增加的热传递。在间隙124中流动的第二流体经历相对较高的压降，并且被给予相对较高的热传递系数。在间隙126中流动的第一流体相对于第一流体经历低的压降并且被给予相对较低的热传递系数。在堆叠体110内，多个间隙124对准，并且多个间隙126对准，而一对堤形(bank)部分118和119为邻接的一对间隙124和间隙126所共用。星形状的间隙124被限定在一对相反定向且对准的正弦形突起112以及一对相反定向且对准的侧部突起114的内部内，侧部突起114中的每个侧部突起均定形状成类似于正弦形突起112，但是是较窄的并且以稍微尖的端部终止。正弦形突起112的每个堤形部构造有两个连续的堤形部分，第一与峰相邻的堤形部分118以及第二远离峰的堤形部分119限定了侧部突起114的一部分并延伸至对应的凹部116。每个侧部突起114的中心线与突起112的中心线成角度地间隔大约90度。利用这种布置结构，相应地，在一对突起112的抵接峰处形成第一沟槽间抵接区域127，并且在相邻间隙124的两个侧部突起114的抵接部处形成第二沟槽间抵接区域128，从而在凹部116处会聚。在四对堤形部分118和119的内部内限定六角形间隙126，所述四对堤形部分118和119布置成形成两个第一沟槽间抵接区域127和两个第二沟槽间抵接区域128。如可以看到的，星形间隙124具有相对较小的液压直径并且六角形间隙126具有相对较大的液压直径。此外，在最上的方案中，第一流体和第二流体在分开的通道中流动。第二方案图示了当第二流体流过第一区段的中间处的间隙124时的第二流体。第三方案图示了当第二流体离开第一区段并撞击障碍部129上时、此后第二流体偏转并流动通过窗口123的第二流体。下面的第四种方案图示了当第二流体流动通过在第一区段的下游的第二区段的中间处的间隙124时的第二流体，示出了第二区段的沟槽相对于第一区段的沟槽横向偏移。

高横截面和低横截面的一些可能的边界几何形状。两个板在绘图厚度中可以彼此不同。几何形状、形状、波宽度、横截面面积、片厚度等。类似的板布置结构，其中，两个板具有不同的横截面面积并且具有相移的部段。由两个板提供的高横截面面积流动路径和低横截面面积流动路径，以及具有四个相邻的板的其他几何形状。

板70构造有不相同的突起和沟槽。虽然每个突起72是正弦形的，但是在相邻的突起72之间连续延伸的每个沟槽73是半圆形的。较极端的上游区段以粗线示出，下游区段以细线示出。阻碍部74通过正弦形线从上方定界限并且通过半圆形线从下方定界限，例如阻碍部由点M2-P3-M3-V3定界限。流被阻碍部74转向至两个横向间隔的窗口、例如窗口P2-M2-P3和窗口P3-M3-P4。

八个板70的堆叠体75，八个板70布置成使得每个间隙77由相对定向的正弦形突起72和半圆形沟槽73的抵接来限定的。第一间隙的半圆形沟槽抵接第二间隙的正弦形突出部的峰。两个类似定向的阻碍部74相互抵接，同时在每个间隙77内突出。所有间隙、阻碍部和窗口是相同的。

两个相对定向的板70的布置结构以下述方式提供：使得每对正弦形突起72彼此抵接对准并且每对半圆形沟槽73彼此抵接对准。

八个板70的堆叠体80，八个板70布置有两种类型的间隙81和间隙82。间隙81由一对相反定向的正弦形沟槽的抵接来限定，并且间隙82由一对相反定向的半圆形沟槽的抵接来限定。在堆叠体80内，多个间隙81对准，并且多个间隙82对准，而弯曲的外周表面的一部分91为邻接的一对间隙81和间隙82所共用。利用该布置结构，相对定向并对准的沟槽在沟槽间抵接区域96或97处抵接，多个弯曲的外周部分91从沟槽间抵接区域96或97延伸。

由于相对定向的板70彼此抵接对准，因此突出到间隙81和82中的每个间隔中的一对阻碍部也在相反的取向上。因此，突出到间隙81中的一对相对定向的阻碍部74中的每个阻碍部74的半圆形线78在阻碍部间抵接区域102处彼此抵接。即各自具有间隙81的面积大约10％的面积的两个小尺寸菱形窗口103由间隙81的其中阻碍部74没有突出到其中的剩余区域来限定。每个窗口103占据阻碍部间抵接区域102与相邻的沟槽间抵接区域97之间的间隔。

此外，突出到间隙82中的一对相对定向的阻碍部74中的每个阻碍部74的正弦形线的窄的终止线108在阻碍部间抵接区域106处彼此抵接。即各自具有间隙82的面积大约25％的面积的两个相对较大尺寸的窗口107由间隙82的其中阻碍部74没有突出到其中的剩余区域来限定。每个窗口107占据阻碍部间抵接区域106与相邻的沟槽间抵接区域96之间的间隔。

这种布置结构有利于定制窗口的尺寸，通过仔细选择限定间隙的每个沟槽的构型以及突出到对应沟槽中的阻碍部的构型，流体通过该窗口转向至下游的横向偏置沟槽。窗口的尺寸根据给定的流动特性、期望的湍流度以及流动通过给定间隙的流体的温度来定制。流动特性受输送流体的泵的流量并受供流体在撞击阻碍部之前流动通过的沟槽的长度和宽度的影响。

气体在与流动路径相邻设置的一个或更多个板中流动。

湿板围绕流动路径阵列或替代性地围绕至少一个流动路径，这些流动路径构造成将气体流从该板的一个长侧部(边缘)导向至相反的侧部。此处，从板的西侧部至板的东侧部。

这种板(翅片)的堆叠体的特征在于，气体侧部的表面面积增加，并且通过经由气体板堆叠体中的板与板的支撑点传导至定位在端部处的湿板而将能量(加热或冷却)传递至液体。

允许高的气流量和高的热交换率的布置结构相应地具有低压降。

湿板在其周长中包括密封垫圈，该密封垫圈阻止流体的泄漏。每个流动路径包括至少一个入口和至少一个出口。这些入口或出口可能超出至其他流动路径或板。在这些板之间，设置至少一个气体板。这些板可以包括至少一个密封孔，液体在该密封孔中流动至湿板中的开口或从湿板中的开口流出。

气体(干)板可以选自包括穿孔板、纹理板、以及包括引导构件的板及其组合的组。

堆叠体通过各种方式来加强、例如通过构造成将压力传递至拉杆的结构化板加强。拉杆是例如构造成既紧固堆叠体又有助于热交换的长形杆。

板包括至少两个液体开口(入口/出口)。替代性地，板包括至少三个开口，至少一个开口是用于液体的液体开口以用于为蒸发器供应液体或从冷凝器排出冷凝液。

替代性地，气体板插入在液体板之间。湿板以下述方式拉制：使得湿板支撑相邻的湿板，并且气体板定位在湿板之间。在这种布置结构中，干板没有定位在湿板的开口的区域中。这种布置结构的一个益处是：与已知的含翅片的热交换器相比，堆叠体相应地坚固、热交换随着时间高并且恒定。

在图56中示意性地示出了端口的实施方式。在端口的该新颖的实施方式中，在使用中帮助将垫圈保持就位的端口的周围的峰和谷沿一成角度的方向从头至尾定向成绕端口的周长。优选地，相邻的峰将至少部分地重叠，使得高峰-低峰布置结构将封围端口的周边的至少一部分。优选地，成角度布置的高峰-低峰部分在端口的边缘侧部上；优选地，端口的板侧部上的峰以与周长成大于约10°且小于90°的角度布置。板侧部上的成角度的布置结构允许流体绕垫圈渗入内插间隔中，而边缘侧部上的成角度的且优选地是端口之间的布置结构使向外泄漏最小化，但允许在低峰的上方并朝向板的中央稍微泄漏。高峰和低峰的抵接使垫圈盖更强化，从而使板在端口和垫圈的区域中的弯曲最小化，由此能够实现在相同的板厚度的情况下的较高压力、或在相同压力的情况下的较薄的板。由板侧部上的高峰-低峰和成角度的高峰实现的更强支撑还能够实现使用更大的端口，由此增加了流体的通量(throughout)和/或减少了横跨系统的压降。板侧部上的对角峰还有助于导向流体流动，使得流体在更短的距离内进一步横跨板分布，由此更有效地利用板式换热器区域。

新颖的端口布置结构可以与流体通道的常规布置结构或上文公开的流体通道的新颖布置结构中的任何新颖布置结构一起使用。在图56的示例性实施方式中，区段相对于彼此成角度，其中，在区段之间的中间线处的TZ中有障碍部。

在本发明的范围内，其中，公开了一种板式热交换器，该板式热交换器至少包括第一相同的堆叠板、第二相同的堆叠板和第三相同的堆叠板。热交换器的构型能够定制成第一流体流动横跨在第一板与第二板之间限定的第一流动路径并且第二流体流动横跨在第二板与第三板之间限定的第二流动路径以便与第一流体处于热交换关系中。至少第一板、第二板和第三板中的每一者具有第一侧部和第二侧部并且包括热过渡区，该热过渡区形成具有以下中的至少一者：

I.不对称波形图案：包括周期性形成的凸峰和凹谷的不对称波形图案，凸峰和凹谷布置成使得凸峰中的至少一些凸峰的特征在于具有与相邻于凸峰的凹谷中的至少一些凹谷形状不同的形状；和/或

II.在每个突起的峰处的凸峰-凹谷抵接区域界定凸峰和凹谷中的一者。凸峰-凹谷抵接区域定位成与板式热交换器的相邻板的对应凸峰-凹谷抵接区域邻接，以提供由凸峰中的一个凸峰和相邻的板的凹谷中的一个凹谷来界定的间隙，并且流体能够通过该间隙流动横跨流动路径中的一个流动路径。

在本发明的实施方式中，第二板具有与第一板和第三板的取向相反的取向，使得第二板的第二侧部与第一板的第二侧部相邻，并且第二板的第一侧部与第三板的第一侧部相邻。

在本发明的实施方式中，由于第二板的取向与第一板和第三板的取向相反，由第一板的凸峰和第二板的凹谷界定的多个第一间隙具有与由第二板的凸峰和第三板的凹谷界定的多个第二间隙中的每个第二间隙不同的液压直径。

同样在本发明的范围内，其中，热过渡区还形成有以下一者或更多者：

i.横向毗邻的不连续沟槽的多个分开的区段。不连续沟槽中的至少一些沟槽是纵向延伸的，并且具有比热过渡区的长度小的长度，并且由一个或更多个表面限定，所述一个或更多个表面由两个分开的突起横向地定界，所述一个或更多个表面插置在所述两个分开的突起之间。多个区段以交错的形式布置，使得第一区段的沟槽中的所有沟槽与第二区段的沟槽中的所有沟槽横向地偏移，该第二区段在纵向上相邻于第一区段并且紧接在第一区段的下游。

ii.在第一区段与第二区段之间的过渡区域包括多个横向相邻的单表面阻碍部，所述单表面阻碍部布置成使得阻碍部中的每个阻碍部定位在离开第一区段的对应沟槽的流体的流体路径中，从而使流动流由阻碍部偏转成两个路径，这两个路径分别被导引至包括于所述第二区段内的两个不同的不连续沟槽；和/或

iii.阻碍部中的至少一些阻碍部在阻碍部间抵接区域处与相邻板的阻碍部中的突出到对应间隙中的一个阻碍部抵接，偏转流体所沿着流动的窗口由突出到对应间隙的间隔限定，该对应间隙在突出的阻碍部间抵接区与相邻的沟槽间抵接区之间没有被突出的的阻碍部占据。

同样在本发明的范围内，其中，由第一流动路径的对应间隙限定的窗口的尺寸和/或形状不同于由第二流动路径的对应间隙限定的窗口的尺寸和/或形状，并且由第一流动路径的对应间隙限定的窗口的尺寸和/或形状根据第一流体的特性进行定制。

同样在本发明的范围内，其中，对应间隙的窗口面积与投影面积的比率相对于第一流动路径以及相对于第二流动路径是不同的。

文中以上描述的本发明的实施方式在优选实施方式的上下文中不应被视为将本发明的实施方式限制于优选实施方式的所提供细节的所有细节，因为可以在不背离本发明的实施方式的精神和范围的情况下做出优选实施方式的改型和变型。

示例1

粘性石油在蒸馏过程期间的工业冷却

经蒸馏的油通常使用在约30℃处操作的冷却塔而被从约100℃的温度冷却至约35℃的温度，然后用冷冻水进一步冷却。有利的是，从冷却塔阶段实现尽可能低的温度(尽可能接近冷却塔水温)，使得使用冷冻水的第二阶段——该第二阶段需要运行冷冻机，从而造成大的电力消耗——将尽可能小。石油具有特别高的粘度、特别是在低温下具有特别高的粘度，使得层流会难以避免，从而导致很低的油热传递系数h和非常高的流动阻力。

使用如上所述的具有有着不对称的间隙横截面区域的板的PHE，可以增加热传递并且降低压降。热交换器内的油的相对流量比用于对油进行冷却的水的相对流量低约30倍，使得其中石油在小间隙的PHE通道中流动的PHE构型可以确保PHE内的石油流动将是湍流的，从而得到热传递方面的显著改善，同时保持了可接受的压降。其特征在于具有大流量的冷却水将在大间隙的PHE通道内流动，从而使冷却水的压降最小化。以此方式，总的热传递速率相对于具有相同尺寸的常规板式热交换器提高，同时压降减小。这意味着可以减小采用这种新颖的板设计的PHE所需的热传递区域以及该PHE的成本。

示例2

热诱导的重力流(热虹吸)

在热虹吸中，流体中的一种流体由于热诱导的重力流而在无需泵的情况下流动。对于该应用类型，需要具有最小流动阻力以及符合要求的热传递速率的PHE。

使用如上所述的具有有着不对称的间隙横截面区域的板的PHE，将对在热诱导的重力流(PHE的热虹吸侧)下流动的流体设置具有最小流动阻力的PHE。

Claims (97)

1.一种用于PHE的板，其特征在于具有指向北的长度X、主纵向轴线、宽度y、横向轴线、以及高度Z；向上的表面(UP)和相反的表面(DOWN)，所述板通过突起的峰和凹陷的谷的阵列而呈波纹状；上峰&谷和下峰&谷分别表示为P’、V’、P”和V”；P’位于表示为(上-)峰平面的大致单个平面上；V”位于表示为(下-)谷平面的大致单个平面上；高度是从所述谷平面测量的；P’与V’之间的距离以及P”与V”之间的距离分别表示为绘制深度b’和b”；P’与P”之间的金属片厚度或V’与V”之间的金属片厚度表示为t；板厚度等于t+b’＝b＝t+b”；较低峰、即LP’沿着Z轴等于或低于峰P’；较低峰、即LP”沿着Z轴等于或低于峰P”；高谷、即HV’沿着Z轴等于或高于谷V’；高谷、即HV”沿着Z轴等于或高于谷V”；板n能够与相邻的板(n-1，下板)和板(n+1，上板)沿着Z轴堆叠，n为整数数字；在堆叠时，板(n-1)的峰P’抵接(支撑)板(n)的谷V”，并且板(n)的峰P’抵接板(n+1)的谷V”；此外，在堆叠时、并且在两个相邻的板之间，提供了用于流体流动的间隙(通道)，通道最大高度等于或低于b’+b”；通道通过选自包括垫圈的组的技术或者通过钎焊、铜焊、3D打印或任何其他密封技术而被密封；每个通道包括至少一个入口端口和至少一个出口端口，所述至少一个入口端口和所述至少一个出口端口由板中的孔提供或者通过在两个相邻的板之间中未密封的情况下的间隔而提供；另外，在堆叠时，流体1和流体2分别在板n的上方和下方流动；流体2在板(n-1)的上方流动，并且流体1在板(n+1)和板(n-1)的下方流动；热传递区或热传递区域包括供流体1与流体2间接接触的所有板区域；板的热传递区域包括区段S(n-1)、S(n)、S(n+1)，n为整数数字；相邻的所述区段共享共用的中间线(IML、边界线、障碍线ObL)；边界线在XY谷平面上的投影表示为区段线；区段线能够采用任何形状，包括具有在谷平面内连续的以及不连续的直线、Z字形、曲线的组中的这些形状，从而允许任何形状、尺寸或朝北的取向用于所述区段；所述区段的形状能够选自包括下述各者的组：大致平行于东-西轴线的矩形区段、大致西南-东北轴线定向的三角形区段的阵列、全部均具有任何形状、尺寸以及朝北取向的弯曲区段和Z字形区段的阵列；两个相邻的区段之间的区段表面是垂直于XY板平面的表面，并且所述区段表面包含区段线上的位于谷平面与峰平面之间的所有点；所述相邻的区段之间的IML被包含于所述区段表面中；标准区段表示包括下述各者的区段：(i)高波形区(HWZ)，(ii)一个或更多个边界线(IML)，其中，相邻的区段或相邻的非热传递构件包括具有垫圈、入口和出口的组中的构件，以及(iii)将HWZ与IML互联的一个或更多个传递区或过渡区(TZ)；非标准区段表示包括所述各者中的两者或更少者的区段；非标准区段能够包括低波形区(LWZ)；

所述板的特征在于选自以下的构型：

所述HWZ包括由交替的峰线和谷线形成的高波，其中，每个相邻的峰-谷-峰(P’-V’-P’)形成用于在板的上方的间隙中流动的流体的流动路径，并且其中，每个相邻的谷-峰-谷(V”-P”-V”)形成用于在板的下方的间隙中流动的流体的流动路径；所述峰线和谷线能够指向任何预定的取向，包括大致平行、大致垂直、以及至少一个部分相对于至少一个另一个部分朝向不同的方向定向；所述峰线能够采取任何形状，包括选自包括直线、Z字形、曲线、多边形形状、至少部分弯曲的形状的组的形状；相邻的峰线和谷线能够以预定的峰-峰波长(a)均匀地间隔和/或任意地间隔；所述波以朝向北和/或朝向IML的任何预定取向而定向；HWZ能够被设置成既作为相邻的板之间的支撑又用于将流体沿着区段以预定的角度朝向IML引导；

所述HWZ长度在实现高压降和高热传递系数的短长度与实现低压降和较低热传递系数的相应的较长长度之间变化；

IML和与所述IML相邻的两个过渡区一起形成至少部分地阻挡板的上方和/或下方的流动的障碍部；所述IML的区域与所述两个过渡区一起被表示为障碍区(ObZ)；流动路径的在所述IML上的未被阻挡的横截面表示为窗口；障碍部高度加上窗口高度等于绘制深度b’＝b”；在板(P’-V’-P’)的上方的流动路径中，所述障碍部开始于较低的高度V’处并且上升至IML，0<＝h(IML)<＝b；在所述板(V”-P”-V”)的下方的流动路径中，所述障碍部开始于较高的高度P”处并且下降至IML，0<＝h(IML)<＝b；IML在所述区段表面中能够采取选自包括处于恒定高度的直线、Z字形、曲线的组的任何形状；所述IML的至少一个部分与第二部分相比能够以不同的方式定向，包括竖向倾斜、均匀倾向的倾斜和非均匀倾斜；

对于将所述HWZ与所述IML互连的所述过渡区(TZ)，将峰或谷连接至所述IML的部分以在从陡的大致达约90度、包括约45度的中等倾斜度、至包括约30度和约15度的缓倾斜角度的范围内的角度上升；在大致达约90度的情况下，所述过渡区的长度大致等于t+倒圆半径，测得为约t＝1.5t＝b/2；由此，在所述情况下，两个相邻的过渡区具有的总长度为约b；在缓倾斜角度的情况下、例如在15度的情况下，长度(TZ)>＝2b；

区段S(n)能够与S(n-1)和/或S(n+1)互连，并且所述相邻的区段共享共同的IML；IML(n/n+1)和IML(n/n-1)是相同的或是不同的；对于IML(n/n+1)和IML(n/n-1)中的每一者，至少一个第一TZ与至少一个第二TZ是相同的或是不同的；由于所述区段中的每个区段包括所述三个部分(HWZ、IML、TZ)，因此如果所有所述三个部分相同则两个区段就是等同的，否则如果所述部分中的至少一个部分不同则所述区段就是不同的；沿着3个或更多个区段的序列，所述序列的至少一个第一部分与至少一个第二部分是相同的，或者所述序列的所有部分都是不同的；所述差异能够形成其中所述区段的序列的至少一个部分在其他部分中周期性地或非周期性地重复的图案；区段S(n)的所述HWZ包括相对于IML(n/n+1)成任何角度的波、包括大致平行于北的波，并且相邻的区段S(n+1)的HWZ的波的角度与区段S(n)的所述角度是相同的或是不同的；

区段具有相同的或不同的波长(a)；两个相邻的区段S(n)和S(n+1)能够以使得S(n)和S(n+1)的HWZ中的谷线的两个终端以面向彼此地位于与IML(n/n+1)相同的水平垂直线上的方式互连；附加地或替代性地，S(n)和S(n+1)的HWZ中的峰线的两个终端能够面向彼此地位于与IML(n/n+1)相同的水平垂直线上；在这种情况下，从一个HWZ中的流动路径朝向IML流动的流体在流动方向发生变化或不发生变化的情况下经过障碍部并且继续流动到该HWZ中的位于IML的另一侧的对置的流动路径中；通过使所述相邻区段中的一个区段相对于所述第二区段以下述相移偏移量(PH)移动而在相邻区段之间实现相移：所述相移偏移量(PH)是正的或是负的、即相对于流动方向向左或向右、并且绝对值大于或等于0(无偏移)、并且小于或等于波长a或是任何其他预定值；相邻区段之间的相移偏移量是相同的或是不同的；对于区段S(n)与区段S(n+1)之间的PH～a/2的相移，区段S(n)中的用于在板(P’V’P’)的上方流动的流体的流动路径面向区段S(n+1)中的最大障碍部(V’P’V’)，其中，区段S(n)的谷线V’面向区段S(n+1)的峰线P’；障碍部P’V’P’提供了两个高度为b/2的三角形窗口，其中，左侧的鞍点(M)和右侧的鞍点(M)位于IML(n/n+1)上，其中，左侧的窗口从左至右追随线P’(n)MP’(n+1)，并且右侧的窗口从左至右追随线P’(n+1)MP’(n)；在板的上方于流动路径P’(n)V’(n)P’(n)中流动的流体在S(n+1)中分为两个流动路径，一个流动路径向左并且一个流动路径向右，从而借助于微通道而提供增加的混合以及分别提供左旋涡和右旋涡；每个所述窗口的横截面面积为流动路径的初始横截面P’(n)V’(n)P’(n)的横截面的约四分之一；S(n)与S(n+1)之间的传递区将S(n)和S(n+1)的相应的HWZ互连至IML(n/n+1)；区段S(n)的HWZ包括相对于IML(n/n+1)成任何角度的波、包括大致平行于北的波，并且相邻的区段S(n+1)的HWZ的波的角度与区段S(n)的所述角度是相同的或是不同的；以及

HWZ包括由交替的峰线和谷线形成的高波的几何形状，从而为在板的上方流动的流体提供多个分开的流动路径以及为在板的下方流动的流体提供多个分开的流动路径；流动方向被HWZ几何形状沿着相对于北的预定角度或多个预定角度而引导；所述流被朝向相邻区段之间的障碍线(IML)引导，其中，到达流体的流动方向以任何角度与所述IML汇合；两个相邻区段的HWZ中的流动路径将流沿相同的方向引导或者沿不同的方向引导，在这种情况下，由于在通过IML时流动方向的变化而提供了额外的涡流；HWZ还沿着抵接线提供支撑，从而实现增加的支撑，由此板堆叠体承受压力的能力增强，并且因此使得金属片厚度更薄；几何形状使得能够提供其中流体不需要沿着路径从零加速的不间断的连续螺旋流，因此压降主要是由于流体和壁的摩擦损失而造成的，这致使热传递系数增加以及压降减小。

2.根据权利要求1所述的板，其中，每个流动路径中的所述IML平行于板XY平面；在板的上方的流动路径中，传递区开始于点V’处并且上升至高度0<＝h(IML)<＝b/2，并且在板的下方的流动路径中，传递区开始于点P”处并且下降至高度b/2<＝h(IML)<＝b；所述IML的属于两个相邻流动路径的共享共用的壁的两个部分通过所述IML的位于所述壁上的另一部分互连，所述两个相邻流动路径即为用于所述壁的上方的流的P’-V’和用于所述壁的下方的流的P”-V”；由于所述IML的各部分位于一个区段的流动路径的壁上，因而所述各部分近乎位于相邻的区段的流动路径的壁上，并且因此，所述流动路径的所述壁从所述IML的两侧是近乎连续的。

3.根据权利要求1所述的板，其中，所述IML大致平行于位于恒定高度处的板XY平面；h(Ob1)+h(Ob2)＝b’＝b”并且h(win1)+h(win2)＝b’＝b”，其中，h(Ob1)是阻挡板的上方的流的障碍部的高度，h(Ob2)是阻挡板的上方的流的障碍部的高度，h(win1)是用于板的上方的流的窗口的高度，并且h(win2)是用于板的下方的流的窗口的高度。

4.根据权利要求1所述的板，其特征在于，所述IML被拉制超过中间板高度b/2，以阻挡位于板的上方和下方的两个流动路径的横截面；由此，所述IML通过在大约b/2的高度处位于流动路径的壁上的点而在中间板高度b/2的上方和下方于所述区段表面中成弧形。

5.根据权利要求1所述的板，其中，HWZ结构波长(a)低于5mm。

6.根据权利要求1所述的板，其中，提供了另一种新的解决方案，以允许对在所述板的上方流动的流体提供独立的窗口高度0<＝h(win1)<＝b，并且对在所述板的下方流动的流体提供独立的窗口高度0<＝h(win2)<＝b；所述解决方案对于高度b/2<＝h(win1)<＝b和b/2<＝h(win2)<＝b而言是最佳的；比如下述各项中的至少一项为真：

a.在三个区段S(n-1)、S(n)、S(n+1)之间的两个IML是恒定高度为h(IML(n-1/n))＝Q以及h(IML(n/n+1))＝R的直线；IML(n-1/n)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n-1/n))＝b-Q的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win2(n-1/n))＝Q的窗口；IML(n/n+1)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝b-R的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝R的窗口；在板的上方流动的流体和在板的下方流动的流体两者主要受到为用于在板的上方流动的流体的min{b-Q，b-R}和用于在板的下方流动的流体的min{Q，R}两者中的较小的窗口的影响；以及

b.湍流和压降的量能够通过设定Q和R的值而针对下方的流体和上方的流体被独立地选择和设计。

7.根据权利要求1所述的板，用于在两个标准区段S(n-1)与S(n+1)之间提供独立的窗口高度以在所述两个标准区段S(n-1)与S(n+1)之间插入不包括HWZ的非标准区段S(n)；在所述板中，IML(n-1/n)和IML(n/n+1)是具有恒定高度h(IML(n-1/n))＝Q和h(IML(n/n+1))＝R的直线；非标准区段S(n)与所述IML互连；IML(n-1/n)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n-1/n))＝b-Q的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win2(n-1/n))＝Q的窗口；IML(n/n+1)提供了用于在板的上方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝b-R的窗口以及用于在板的下方流动的流体的具有高度h(win1(n/n+1))＝R的窗口；在板的上方流动的流体和在板的下方流动的流体两者在这种构型下主要受到为用于在板的上方流动的流体的min{b-Q，b-R}和用于在板的下方流动的流体的min{Q，R}两者中的较小的窗口的影响。

8.根据权利要求7所述的板，对于在所述板的上方于区段S(n-1)中流动的流体，设置了开始于V’处、上升至高度h(IML(n-1/n))＝Q、然后在区段S(n+1)的谷V’处下降通过高度h(IML(n/n+1))＝R回到高度0的障碍部；对于在所述板的下方于区段S(n+2)中流动的流体，设置了开始于P”处、下降至高度h(ML(n/n+1))＝R、然后在区段S(n-1)的峰P”处上升通过高度h(IML(n-1/n))＝Q回到高度b的障碍部。

9.根据权利要求1所述的板，其中，两个相邻区段的HWZ之间的距离如约板厚度b一样短；换言之，所述区段之间的障碍区宽度等于所述障碍区所包括的两个TZ的长度的总和，所述障碍区宽度如约板厚度b一样短；由于在这样小的距离内不需要板之间的支撑，因而能够在所述两个TZ之间插入特低波形区(ELWZ)或特低波形区域(ELWA)；所述ELWZ处于现在位于标准区段S(n-1)与S(n+1)之间的非标准区段S(n)中；所述ELWZ的特征在于包括具有任意形状、波长、方向和振幅且同时位于峰平面与谷平面之间的波；ELWA波是均匀地间隔的或者是不规则地间隔的，从而在所述ELWZ低峰与峰平面之间或在所述ELWZ高谷与谷平面之间留出任何竖向间隔，所述间隔也表示为窗口；所述ELWZ中的波在方向和/或振幅上是相同的或者在方向和/或振幅上是彼此不同的；x-y中心平面是在高度上恒定的或者是在任何方向上变化的，所述波关于所述x-y中心平面振荡；当所述振荡中心沿着所述区段减小或增大时，提供了横截面的沿着所述区段的变化；在所述振荡中心沿着z轴变高的区域中，在所述板的上方流动的流体具有更大的横截面，并且在所述板的下方流动的流体具有更小的横截面；在所述振荡中心沿着z轴变低的区域中，在所述板的上方流动的流体具有更低的横截面，并且在所述板的下方流动的流体具有更大的横截面；ELWZ包括呈任何形状的上升至峰平面高度b的突起和下降至谷平面高度0的凹陷部；所述ELWZ中的所述突起和所述凹陷部提供额外的支撑；当ELWZ波具有呈Z字形式的LP线和HV线时，在所述线上每隔一秒的角度变化就会出现这样的支撑点；一个峰线中的峰点和相邻的谷线中的谷点在投影到谷平面上时位于同一条线上，并且将支撑的所述峰点和相邻的支撑的谷点连接的近似直线证明为所述ELWZ提供了额外的支撑；ELWZ振幅是沿着区段S(n)相同的或是沿着所述区段变化的。

10.根据权利要求1所述的板，其中，所述HWZ中的波在形状上是关于高度为b/2的x-y平面不对称的；在所述板的上方流动的流体的流动路径的横截面区域A1相对于在所述板的下方流动的流体的流动路径的横截面区域A2在形状和/或尺寸上是不同的；对于沿着区段的不同流动路径，所述横截面区域A1和A2能够是在形状和/或尺寸上相同的或是不同的；当三个这种板p1、p2和p3堆叠在一起时，p2相对于p1和p3绕z轴旋转180度，则板p2与p3之间的流动路径在横截面形状上将等同于板p1与p2之间的流动路径，因为每个这种流动路径包括一个所述A1形状和一个所述A2形状；当三个这种板q1、q2和q3堆叠在一起时，其中，q1是三个板中最低的并且q3是三个板中最高的，其中，q2相对于q1和q3绕y轴旋转180度，并且所述三个板水平地对准成使得提供了支撑，用于在板q1与q2之间流动的流体的每个流动路径将包括两个A1形状，并且用于在板q2与q3之间流动的流体的每个流动路径将包括两个A2形状。

11.根据权利要求8所述的板，其中，所述HWZ中的波在形状上是关于高度为b/2的x-y平面不对称的；在所述板(P’V’P’)的上方流动的流体的第一流动路径的横截面区域与在所述板(V”P”V”)的下方流动的流体的第二流动路径在形状和/或尺寸上是不同的，所述第二流动路径与所述第一流动路径共享共用的壁；对于沿着区段的不同流动路径，所述横截面区域A1和A2能够是在形状和/或尺寸上相同的或是不同的；当三个这种板q1、q2和q3堆叠在一起时，其中，q1是三个板中最低的并且q3是三个板中最高的，其中，q2相对于q1和q3绕y轴旋转180度，并且所述三个板水平地对准成使得提供了支撑，用于在板q1的上方流动的流体的第一流动路径与q2的第二流动路径汇合，其中，所述第一流动路径的横截面与所述第二流动路径的横截面是彼此的镜像，并且用于在板q3的下方流动的流体的第三流动路径与q2的第四流动路径汇合，其中，所述第三流动路径的横截面和所述第四流动路径的横截面是彼此的镜像；相邻的区段以绝对值大于或等于0(无偏移)、低于或等于波长a或者是任何其他预定值的偏移量发生相移；当区段S(n)与S(n+1)之间的所述偏移量等于约a/2，并且通道q1和q2具有比板q2与q3之间的通道大的横截面时，沿着区段S(n)的在板q1与q2之间具有较大横截面的流动路径的流在下一区段S(n+1)中被经偏移的较小横截面形状所部分地阻挡，从而提供了特征在于具有大的窗口高度以及上板q2和下板q1两者中的高的障碍部的左窗口和右窗口；沿着区段S(n+1)的在q2与q3之间具有较小横截面的流动路径的流在区段S(n)中被经偏移的较小横截面形状所部分地阻挡，从而提供了特征在于具有小的窗口高度以及上板q3和下板q2两者中的高的障碍部的左窗口和右窗口；通过在两个所述区段之间于两侧插入具有与x-y平面平行的直线IML的非标准区段，致使较大横截面通道的热传递增加，其中，每个IML对于板q1与q2之间的具有较大横截面的通道具有不同的高度。

12.一种板式热交换器的板，所述板包括热过渡区，所述热过渡区构造成具有：

a.多个区段，所述区段中的每个区段具有连续的波形图案，所述波形图案的特征在于具有至少一个峰和至少一个谷，所述至少一个峰中的所有峰是相对于所述板的突起，并且所述至少一个谷中的所有谷是相对于所述板的凹陷部；热传递流体能够在所述多个区段的上方流动通过谷，并且第二热传递流体能够在所述多个区段的下方于每个峰的下方流动；

所述区段中的每个区段在一个端部终止于第一终端端部处并且在相反的端部处终止于第二终端端部处；

所述多个区段包括至少一个第一区段和至少一个第二区段，所述至少一个第一区段的所述第二终端端部与所述第二区段的所述第一终端端部相接；

b.至少一个过渡区，所述至少一个过渡区中的每个过渡区位于选自所述第二终端端部、所述第一终端端部及它们的任何组合中的位置处；以及

c.所述至少一个过渡区中的每个过渡区还包括至少一个阻碍部；

其中，所述第一流体与所述第二流体之间的热传递的特性在对包括下述各者的组中的一者进行选择的基础上是可定制的：所述多个区段中的每个区段的构型、所述至少一个第一区段中的每个第一区段与所述至少一个第二区段中的每个第二区段的对准、以及它们的任何组合。

13.根据权利要求12所述的板，其中，所述板具有主纵向轴线和主横向轴线，所述主纵向轴线是x轴，所述主横向轴线是y轴；z轴垂直于所述x轴和所述y轴两者，所述x轴和所述y轴处于所述板的中心平面中；并且平行于所述中心平面且延伸穿过所述板的最低谷上的最低点的平面是基础平面。

14.根据权利要求12所述的板，其中，对于每个所述至少一个第一板和每个所述至少一个第二板，在所述至少一个第一区段的所述第二终端端部与所述第二区段的所述第一终端端部相接的区域中，穿过所述板的材料的中心的线是所述板的中间线(IML)。

15.根据权利要求14所述的板，其中，所述IML能够具有选自包括下述各者的组的形状：直线、曲线、Z字形以及它们的任何组合。

16.根据权利要求15所述的板，其中，所述IML的取向选自包括下述各者的组：平行于所述x轴、平行于所述y轴、平行于所述z轴、以及它们的任何组合。

17.根据权利要求17所述的板，其中，第一所述IML的形状相对于第二所述IML是相同的或是不同的。

18.根据权利要求15所述的板，其中，第一所述IML的取向相对于第二所述IML是相同的或是不同的。

19.根据权利要求18所述的板，其中，所述IML的特征在于具有一组竖向距离b_i，其中，每个b_i是所述基础平面与所述IML之间的竖向距离。

20.根据权利要求18所述的板，其中，对于任何所述第一IML和任何所述第二IML，所述一组竖向距离b_i是相同的或是不同的。

21.根据权利要求12所述的板，其中，从所述第一区段的谷流动的流体1流动到所述第二区段的单个谷中或者流动到所述第二区段的多个谷中。

22.根据权利要求12所述的板，其中，在所述第一区段的峰的下方流动的流体2位于所述第二区段的单个峰的下方或者位于所述第二区段的多个峰的下方。

23.根据权利要求12所述的板，其中，一组波距{a_i}是一组所述至少一个峰中的一个峰与所述至少一个峰中的相邻的一个峰之间的距离或者是一组所述至少一个谷中的一个谷与所述至少一个谷中的相邻的一个谷之间的距离；对于所述一组波距{a_i}，所有所述波距a_i都是相同的，或者所述波距a_i中的至少一个波距与所述波距a_j中的至少一个另一波距是不同的。

24.根据权利要求12所述的板，其中，一组面积{A_i}是一组在所述至少一个峰中的一个峰的下方的面积或者是一组在所述至少一个谷中的一个谷的上方的面积；对于所述一组面积{A_i}，所有所述面积A_i都是相同的，或者所述面积A_i中的至少一个面积与所述面积A_j中的至少一个另一面积是不同的。

25.根据权利要求24所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段中的至少一组面积{A_i}，所述面积A_i随着沿着所述多个区段中的所述至少一个区段的距离而增加或者随着沿着所述多个区段中的所述至少一个区段的距离而减小。

26.根据权利要求24所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，一组峰面积{Ap_i}与一组谷面积{Av_i}不同。

27.根据权利要求26所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和邻接的至少一个谷，所述面积Ap_i与所述面积Av_i之间的关系选自包括下述各者的组：在所述面积Ap_i增大时，所述面积Av_i减小；在所述面积Ap_i减小时，所述面积Av_i增大；在所述面积Ap_i增大时，所述面积Av_i增大；在所述面积Ap_i减小时，所述面积Av_i减小；以及它们的任何组合。

28.根据权利要求27所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的所述至少一个峰和所述相邻的峰，相邻的峰之间的所述波距a_i保持恒定。

29.根据权利要求12所述的板，其中，对于流体1和流体2中的至少一者，所述阻碍部中的至少一个阻碍部改变包括下述各者的组中的一者：流的方向、所述流中的湍流、所述流的涡度、所述流的速度、以及它们的任何组合。

30.根据权利要求12所述的板，其中，所述板包括选自包括下述各者的组的至少一个低波：低峰、高谷以及它们的任何组合。

31.根据权利要求30所述的板，其中，所述低峰的从所述中心平面测量的高度不大于所述至少一个峰的最大高度。

32.根据权利要求30所述的板，其中，所述高谷的从所述中心平面测量的高度不大于所述至少一个谷的最大高度。

33.根据权利要求30所述的板，其中，所述高谷中的至少一个高谷的高度随着在所述高谷中的所述至少一个高谷上的位置而改变。

34.根据权利要求30所述的板，其中，所述低峰中的至少一个低峰的高度随着在所述低峰中的所述至少一个低峰上的位置而改变。

35.根据权利要求12所述的板，其中，板堆叠体包括n个板，n是大于或等于2的整数。

36.根据权利要求35所述的板，其中，在所述n个板中的至少一个第p板与所述n个板中的第q板之间存在至少一个接触点，所述第q板与所述第p板相邻。

37.根据权利要求36所述的板，其中，流体1能够在所述第p板与所述第q板之间流动。

38.根据权利要求36所述的板，其中，如果n大于或等于3，则流体2能够在第r板与第s板之间流动，下述各项中的至少一项为真：r≠p和s≠q。

39.根据权利要求36所述的板，其中，经由接触件，所述板堆叠体的第一板上的所述低波中的至少一个低波能够定位成与包括下述各者的组中的至少一者接触：位于相邻的板上的所述低波、所述至少一个峰和所述至少一个谷。

40.根据权利要求36所述的板，其中，所述接触件包括由峰、谷和阻碍部构成的高度组的一部分，该部分具有比所述高度组中的所述一者的相邻部分大的高度。

41.根据权利要求36所述的板，其中，所述接触件包括与所述板中的任何板分开的材料。

42.根据权利要求36所述的板，其中，所述接触件包括网状物的至少一部分。

43.根据权利要求36所述的板，其中，对于沿着抵接线而抵接下板的上板，在所述上板的下方位于所述抵接线中的两条抵接线之间的横截面区域具有与在所述下板的上方位于所述两条抵接线之间的横截面区域不同的横截面形状；所述区域是关于由所述两条抵接线形成的平面不对称的。

44.根据权利要求12所述的板，其中，流体能够流动穿过相邻的阻碍部之间的区域。

45.根据权利要求44所述的板，其中，所述区域沿着所述相邻的阻碍部的长度改变尺寸。

46.根据权利要求45所述的板，其中，由所述相邻的阻碍部定界的最小区域包括窗口。

47.根据权利要求45所述的板，其中，流体1能够流动穿过类型1窗口，并且流体2能够流动穿过类型2窗口。

48.根据权利要求45所述的板，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：所述类型1窗口全部具有相同的形状，以及所述类型2窗口全部具有相同的形状。

49.根据权利要求46所述的板，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：所述类型1窗口全部具有相同的尺寸，以及所述类型2窗口全部具有相同的尺寸。

50.根据权利要求46所述的板，其中，类型1窗口具有与类型2窗口不同的形状。

51.根据权利要求46所述的板，其中，包括所述类型1窗口和所述类型2窗口的组中的至少一者随着沿着所述板的距离而改变尺寸。

52.根据权利要求36所述的板，其中，下述各项中的至少一项为真：随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸增大并且所述类型2窗口的尺寸减小；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸减小并且所述类型2窗口的尺寸增大；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸增大并且所述类型2窗口的尺寸增大；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸减小并且所述类型2窗口的尺寸减小；以及它们的任何组合。

53.根据权利要求46所述的板，其中，包括所述类型1窗口和所述类型2窗口的组中的至少一者随着沿着所述板的距离而改变形状。

54.一种根据权利要求12及其从属权利要求中的任一从属权利要求所述的PHE在热交换器中的用途。

55.一种借助于板式热交换器进行热交换的方法，所述板式热交换器包括热过渡区，所述热过渡区构造成具有：

a.设置所述多个区段，进一步将所述区段中的每个区段设置成具有连续波形图案，所述连续波形图案的特征在于具有至少一个峰和至少一个谷，所述至少一个峰中的所有峰是相对于所述板的突起，并且所述至少一个谷中的所有谷是相对于所述板的凹陷部；热传递流体能够在所述多个区段的上方流动通过谷，并且第二热传递流体能够在所述多个区段的下方于每个峰的下方流动；

所述区段中的每个区段在一个端部处终止于第一终端端部处并且在相反的端部处终止于第二终端端部处；

所述多个区段包括至少一个第一区段和至少一个第二区段，所述至少一个第一区段的所述第二终端端部与所述第二区段的所述第一终端端部相接；

b.至少一个过渡区，所述至少一个过渡区中的每个过渡区位于选自所述第二终端端部、所述第一终端端部以及它们的任何组合中的位置处；以及

c.所述至少一个过渡区中的每个过渡区还包括至少一个阻碍部；

其中，所述第一流体与所述第二流体之间的热传递的特性在对包括下述各者的组中的一者进行选择时是可定制的：所述多个区段中的每个区段的构型、所述至少一个第一区段中的每个第一区段与所述至少一个第二区段中的每个第二区段的对准、以及它们的任何组合。

56.根据权利要求55和/或权利要求1所述的板，其中，所述板具有主纵向轴线和主横向轴线，所述主纵向轴线是x轴，所述主横向轴线是y轴；z轴垂直于所述x轴和所述y轴两者，所述x轴和所述y轴处于所述板的中心平面中；并且平行于所述中心平面且延伸穿过所述板的最低谷上的最低点的平面是基础平面。

57.根据权利要求55所述的板，其中，对于每个所述至少一个第一板和每个所述至少一个第二板，在所述至少一个第一区段的所述第二终端端部与所述第二区段的所述第一终端端部相接的区域中，穿过所述板的材料的中心的线是所述板的中间线(IML)。

58.根据权利要求55所述的板，其中，所述IML能够具有选自包括下述各者的组的形状：直线、曲线、Z字形以及它们的任何组合。

59.根据权利要求55所述的板，其中，所述IML的取向选自包括下述各者的组：平行于所述x轴、平行于所述y轴、平行于所述z轴、以及它们的任何组合。

60.根据权利要求55所述的板，其中，第一所述IML的形状相对于第二所述IML是相同的或是不同的。

61.根据权利要求55所述的板，其中，第一所述IML的取向相对于第二所述IML是相同的或是不同的。

62.根据权利要求61所述的板，其中，所述IML的特征在于具有一组竖向距离b_i，其中，每个b_i是所述基础平面与所述IML之间的竖向距离。

63.根据权利要求61所述的板，其中，对于任何所述第一IML和任何所述第二IML，所述一组竖向距离b_i是相同的或是不同的。

64.根据权利要求55所述的板，其中，从所述第一区段的谷流动的流体1流动到所述第二区段的单个谷中或者流动到所述第二区段的多个谷中。

65.根据权利要求55所述的板，其中，在所述第一区段的峰的下方流动的流体2位于所述第二区段的单个峰的下方或者位于所述第二区段的多个峰的下方。

66.根据权利要求55所述的板，其中，一组波距{a_i}是一组所述至少一个峰中的一个峰与所述至少一个峰中的相邻的一个峰之间的距离或者是一组所述至少一个谷中的一个谷与所述至少一个谷中的相邻的一个谷之间的距离；对于所述一组波距{a_i}，所有所述波距a_i都是相同的，或者所述波距a_i中的至少一个波距与所述波距a_j中的至少一个另一波距是不同的。

67.根据权利要求55所述的板，其中，一组面积{A_i}是一组在所述至少一个峰中的一个峰的下方的面积或者是一组在所述至少一个谷中的一个谷的上方的面积；对于所述一组面积{A_i}，所有所述面积A_i都是相同的，或者所述面积A_i中的至少一个面积A_i与所述面积A_j中的至少一个另一面积A_j是不同的。

68.根据权利要求67所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段中的至少一组面积{A_i}，所述面积A_i随着沿着所述多个区段中的所述至少一个区段的距离而增加或者随着沿着所述多个区段中的所述至少一个区段的距离而减小。

69.根据权利要求67所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，一组峰面积{Ap_i}与一组谷面积{Av_i}不同。

70.根据权利要求69所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的至少一个峰和邻接的至少一个谷，所述面积Ap_i与所述面积Av_i之间的关系选自包括下述各者的组：在所述面积Ap_i增大时，所述面积Av_i减小；在所述面积Ap_i减小时，所述面积Av_i增大；在所述面积Ap_i增大时，所述面积Av_i增大；在所述面积Ap_i减小时，所述面积Av_i减小；以及它们的任何组合。

71.根据权利要求70所述的板，其中，对于所述多个区段中的至少一个区段，对于所述至少一个峰中的所述至少一个峰和所述相邻的峰，相邻的峰之间的所述波距a_i保持恒定。

72.根据权利要求55所述的板，其中，对于流体1和流体2中的至少一者，所述阻碍部中的至少一个阻碍部改变包括下述各者的组中的一者：流的方向、所述流中的湍流、所述流的涡度、所述流的速度、以及它们的任何组合。

73.根据权利要求55所述的板，其中，所述板包括选自包括下述各者的组的至少一个低波：低峰、高谷以及它们的任何组合。

74.根据权利要求73所述的板，其中，所述低峰的从所述中心平面测量的高度不大于所述至少一个峰的最大高度。

75.根据权利要求73所述的板，其中，所述高谷的从所述中心平面测量的高度不大于所述至少一个谷的最大高度。

76.根据权利要求73所述的板，其中，所述高谷中的至少一个高谷的高度随着在所述高谷中的所述至少一个高谷上的位置而改变。

77.根据权利要求73所述的板，其中，所述低峰中的至少一个低峰的高度随着在所述低峰中的所述至少一个低峰上的位置而改变。

78.根据权利要求55所述的板，其中，板堆叠体包括n个板，n是大于或等于2的整数。

79.根据权利要求79所述的板，其中，在所述n个板中的至少一个第p板与所述n个板中的第q板之间存在至少一个接触点，所述第q板与所述第p板相邻。

80.根据权利要求79所述的板，其中，流体1能够在所述第p板与所述第q板之间流动。

81.根据权利要求80所述的板，其中，如果n大于或等于3，则流体2能够在第r板与第s板之间流动，下述各项中的至少一项为真：r≠p和s≠q。

82.根据权利要求80所述的板，其中，经由接触件，所述板堆叠体的第一板上的所述低波中的至少一个低波能够定位成与包括下述各者的组中的至少一者接触：位于相邻的板上的所述低波、所述至少一个峰和所述至少一个谷。

83.根据权利要求80所述的板，所述接触件包括由峰、谷和阻碍部构成的高度组的一部分，该部分具有比所述高度组中的所述一者的相邻部分大的高度。

84.根据权利要求80所述的板，其中，所述接触件包括与所述板中的任何板分开的材料。

85.根据权利要求80所述的板，其中，所述接触件包括网状物的至少一部分。

86.根据权利要求80所述的板，其中，对于沿着抵接线而抵接下板的上板，在所述上板的下方位于所述抵接线中的两条抵接线之间的横截面区域具有与在所述下板的上方位于所述两条抵接线之间的横截面区域不同的横截面形状；所述区域是关于由所述两条抵接线形成的平面不对称的。

87.根据权利要求55所述的板，其中，流体能够流动穿过相邻的阻碍部之间的区域。

88.根据权利要求87所述的板，其中，所述区域沿着所述相邻的阻碍部的长度改变尺寸。

89.根据权利要求88所述的板，其中，由所述相邻的阻碍部定界的最小区域包括窗口。

90.根据权利要求90所述的板，其中，流体1能够流动穿过类型1窗口，并且流体2能够流动穿过类型2窗口。

91.根据权利要求91所述的板，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：所述类型1窗口全部具有相同的形状，以及所述类型2窗口全部具有相同的形状。

92.根据权利要求91所述的板，其中，在区段中，下述各项中的至少一项为真：所述类型1窗口全部具有相同的尺寸，以及所述类型2窗口全部具有相同的尺寸。

93.根据权利要求93所述的板，其中，类型1窗口具有与类型2窗口不同的形状。

94.根据权利要求93所述的板，其中，包括所述类型1窗口和所述类型2窗口的组中的至少一者随着沿着所述板的距离而改变尺寸。

95.根据权利要求93所述的板，其中，下述各项中的至少一项为真：随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸增大并且所述类型2窗口的尺寸减小；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸减小并且所述类型2窗口的尺寸增大；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸增大并且所述类型2窗口的尺寸增大；随着沿着所述板的距离，所述类型1窗口的尺寸减小并且所述类型2窗口的尺寸减小；以及它们的任何组合。

96.根据权利要求93所述的板，其中，包括所述类型1窗口和所述类型2窗口的组中的至少一者随着沿着所述板的距离而改变形状。

97.一种制造一个或更多个如本发明中所示出和公开的PHE的方法。

Images