CN108332415B - 用于航空航天饮品制造器的多相电路流通式加热器 - Google Patents

Abstract

在说明性实施例中，流通式流体加热单元包括环形构件和沉积在环形构件的内表面上的加热元件，加热元件包括三个子加热元件，每个子加热元件连接到用于接收三相电源的单独相的单独导管。加热单元可以包括挡板芯，挡板芯包括提供流体流路的至少一个通道，挡板芯被设置在环形构件内并且靠近加热元件。第一和第二端部配件可以设置在环形构件的每个端部处，每个端部配件包括用于允许流体流过环形构件的流体口。端部配件之一可以可释放地连接到环形构件，以提供用于移除挡板芯的通道。

Description

用于航空航天饮品制造器的多相电路流通式加热器

相关申请的交叉引用

本申请是2015年6月29日提交的美国申请第14/754,641号的部分继续申请并要求其优先权，该美国申请第14/754,641号要求于2014年7月3日提交的临时申请第62/020,803号的优先权。通过引用的方式将该临时申请的内容整体并入本文。

背景技术

大多数咖啡冲泡设备包括一些形式的水加热元件，以将水的温度升高到能够释放咖啡豆的油和提取物的水平。水被泵送通过带有电阻加热元件的管子，当水流过管子时电阻加热元件对水进行加热。电阻加热元件通常是盘绕线圈(类似于电烤箱中的元件)，当电流通过时，电阻加热元件发热。在像这样的电阻元件中，线圈嵌入石膏中以使其更加坚固。加热元件提供多种用途，即最初将供水的温度初始升高至冲泡温度，然后当咖啡制成时，加热元件使咖啡保温。

电阻加热元件可以夹在加温板和铝水管之间。电阻加热元件直接压靠加温板的底面，并且白色的导热材料(诸如油脂)确保热量有效传递。咖啡制造器的电源开关打开和关闭对加热元件的供电，并有传感器和熔断器来防止加热元件过热。在咖啡制造器中，传感器检测线圈是否变得太热，并且如果是这样，则切断电流。当线圈冷却时，传感器重新接通电流。通过像这样循环接通和切断，咖啡冲泡机将线圈保持在一个平衡的温度。同样，如果温度达到一定水平，熔断器就切断电源。在主传感器发生故障时，熔断器是一种安全措施。咖啡制造器通常也使用止回阀。止回阀让冷水进入铝管，但迫使沸水的气泡向上流到冲泡管。

大多数流通式加热组件使用单相电源以激励加热元件。这样的加热组件的示例包括来自密苏里州圣路易斯的瓦特隆电气制造公司(Watlow Electric ManufacturingCompany)的等离子喷涂电路流通式加热器。这些加热器容纳来自水源的水流，并将水加热至适合于冲泡咖啡、茶、浓咖啡等的温度。然而，这样的加热单元有几个特征使它们不适用于飞机。第一，飞机电力系统利用不能与上述单相加热器使用的三相电力。第二，现有技术的加热单元的芯是固定的，这使得确定沉积物是否影响加热芯的性能有挑战性。也就是说，常规的加热器组件被焊接在一起成为一个整块，所以芯和端部配件不能被移除。因此，不能很好地监测水流通过的加热器的内部路径的硬水结垢。此外，目前的挡板由不锈钢制成，而不是在飞机设计中更典型的轻质塑料。第三，这样的芯通常由固体金属制成，增加了饮品制造器的重量，这对飞机部件是不期望的。第四，这些芯缺乏有效监测芯内部水的温度的能力，这能够导致安全问题以及加热运行中的低效率。

由于在这样的系统中需要周期性地断开功率输入的一个或更多个相，因此先前尝试设计用于飞机的三相流通式加热器已经失败。这转而引起负载失衡，这阻碍了加热器获得联邦航空管理局的认证。

此外，常规的三相流通式加热组件被封闭，使得对于流体的环形流路不易被检查或维护。特别是在航空应用中，重要的是构造流通式加热器，使得它们可以被容易地检查和清洁。阻塞的流体路径可能引起加热器故障、过热或产生负载失衡。由于这些附加的原因，先前已知的三相加热器已被证明不适用于航空应用。

发明内容

特定实施例克服了这些缺点中的一些或全部，并且为飞机饮品制造器提供了三相加热单元。在优选实施例中，流通式水加热器包括可拆卸的轻质挡板芯，其能够容易地被移除和检查以确定是否需要维护。在特定示例中，挡板芯可以由PEEK塑料制造，以减小重量并且提供可靠的结构和性能。在优选实施例中，加热单元包括集成的电阻温度检测器(RTD)，其允许直接监测实际的加热器温度，从而避免过温的情况，并且结合快速响应的温度控制。加热单元还可以包括布置成星形配置以有助于减少负载失衡的三相电力输入。

根据以下结合附图对说明性实施例的详细描述，多相流通式加热器的其他特性和优点将变得更加明显，附图以举例的方式示出了多相流通式加热器的运行。

附图说明

图1A是组装好的示例加热单元的视图；

图1B是容纳电阻加热元件的环形构件的剖视图；

图2是图1的加热器单元的部件的视图；

图3是针对飞机上使用的示例三相电源的电路图；

图4是第二示例加热单元的视图；

图5是第三示例加热单元的视图；以及

图6是第四示例加热单元的视图。

具体实施方式

下面的多相流通式加热器示例描述了针对常规等离子喷涂电路流通式加热器的改进，以使这种加热器适用于飞机饮品制造器应用。在某些实施例中，所述改进包括：1)高性能、重量轻的塑料挡板芯；2)可拆卸的端部配件和挡板芯，其允许对芯检查以检查加热器内的硬水结垢，并能够维护和清洁；3)集成的RTD，其允许直接监测实际的加热器温度，从而避免过温的情况，使得能够快速响应操作中的温度控制；以及4)针对三相电力输入以增强负载平衡的Y形配置；5)定制设计的电路，其包括飞机上的干蒸汽生产能力(特别是浓咖啡饮品)。

在某些实施例中，下面的多相流通式加热器示例被设计成，用于具有快速管内水加热和/或受控蒸汽生产的飞机饮品制造器。常规的非飞机用加热器设计结合了单相电路。然而，现代飞机使用400Hz的三相电源，以符合FAA的规定。因此，为了符合法规，多相电路必须并入到加热器。在以下描述的多相流通式加热器的一些实施例中，包括针对三相电的定制电路以管理飞机的唯一电力需求，同时提供有效的电力管理。

在一些实施例中，多相流通式加热器包括应用于不锈钢衬底管的等离子喷涂电路。集成的电阻温度检测器或“RTD”可以并入加热器电路，以使得能够直接监测加热器温度。这不仅提供了对加热器电路的更佳温度控制，而且还允许提高的安全性。例如，感测水温的温度传感器将在特定的范围内运行，如果水转换为蒸汽，则传感器可能发生故障或不能准确测量流体的温度。

图1A示出了根据第一说明性实施例的完全组装的加热单元10，其具有将加热单元10耦接到电源(未示出)的三通电导管12。环形主体14容纳轻质挡板芯16。例如，环形主体可以由诸如不锈钢和/或铝等轻质金属制造。优选地，接触饮用水的表面将由不锈钢形成，涂有或电镀有不锈钢。轻质挡板芯16可以由塑料或聚合物制成。在一个特定的示例中，轻质挡板芯由聚醚醚酮(PEEK)塑料或另一种聚芳醚酮(PAEK)塑料构成。

在一些实施例中，可以通过能够可拆卸地附接的端部配件18、20接近轻质挡板芯16。快速且容易地拆卸加热单元10的能力也允许针对功能效率的各种端部配件的灵活性，并且能够更容易的清洁和维护。例如，能够可拆卸地附接的端部配件18、20可以允许检查多相加热器中可能的结垢。例如，端部配件18、20可以旋入环形主体14中。在另一个示例中，端部配件18、20可以压配合到环形主体14的端部。一对O型圈22或垫圈可以设置在端部配件18、20与环形主体14之间。在特定示例中，环形主体14的可拆卸端部配件18、20包含机加工的螺纹28，螺纹28螺旋进入挡板芯16的每个端部上的螺纹孔30。端部配件18、20也可以在配合表面上具有凹槽，当组装加热单元10时允许安置和密封端部配件。尽管被描述为端部配件18、20两个都能够可拆卸地附接，但在其他实施例中，它们中的仅一个能够可拆卸地附接。

在一些实施例中，针对来自电源的电力的每个相，三通电导管12包括一个插孔26，该电源建立三相电力系统以将电压以三相的形式传送到加热单元10。

本文描述的多相流通式加热器包括用于监测流体和/或加热元件的温度的一个或更多个温度传感器。例如，在图1A中示出的环形主体14的端部是三个可复零的温度传感器24a、24b、24c。例如，多相流通式加热器可以为输入电源的每个相分配专用的温度传感器。通过监测和调节电源的每个相位，温度传感系统可以提供对挡板芯16的温度更准确的评估，这进而提供了水温和系统性能的测量。在一个具体示例中，温度传感器可以是集成的电阻温度检测器(RTD)，其允许直接监测实际的加热器温度，从而避免过温的情况并且快速响应温度控制。

图2示出了图1A的多相加热器的分解图，其中，环形主体14与端部配件18、20分离并且塑料挡板芯16暴露。每个端部配件18、20插入挡板芯16中，通过环形主体14内的电阻加热元件113，当水围绕挡板芯16的螺旋路径32从一端到另一端循环时，水被加热。每个端部配件18、20包括杆38，该杆38配合进入挡板芯16的相对端处的装配孔30。入口端部配件18可以包括用于接收水流的入口40，并且出口端部配件20可以包括用于供水流出加热单元10的出口42。垫圈22可以并入每个端部配件18、20中，以防止与环形主体14的连接处泄漏。如上所描述的，挡板芯16可以由轻质塑料或聚合物(诸如PEEK)制造，以减小芯的重量并且从而减小加热单元10的重量。此外，在一些实施方式中，挡板芯16是中空的以更大地减小重量。螺旋路径32的螺距和/或挡板芯16上的螺纹的宽度可以被选择为允许加热单元10中的水的流量与电阻加热元件113的加热特征一致，以有效地加热其中的水。虽然示出为螺旋路径32，但在其他实施例中，可以沿挡板16提供多个之字形路径或其他样式。

转到图1B，在一些实施方式中，环形主体14包括外部绝缘环形构件14a和内部环形构件14b。内部环形构件14b可以由食品级材料制造，例如不锈钢。优选地，内部环形构件具有相对低的热质量，使得即使当向流体传递的热量处于其峰值时，由RTD感测到的温度也与流体的实际温度密切匹配。这能够通过使用具有相对低的比热的金属(诸如不锈钢、钨、锡、锌、银、铅、金或铂)来实现。这也能够通过减小内部环形构件14b的壁厚来实现。在某些实施例中，壁厚是0.2mm至3mm，在另一些实施例中，厚度是0.5mm至2mm，在另一些实施例中为0.8mm至1.5mm，并且在另一些实施例中为1mm至1.25mm。外部环形构件14a可以通过气隙120与内部环形构件14b分离，以提供附加的绝缘性能并且抑制热量传递到周围环境。气隙可以是1mm至4mm，在另一些实施例中是2至3mm，在另一些实施例中是1至3mm，并且另一些实施例中是2至4mm。外部环形构件14b可以由包括陶瓷、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫或玻璃纤维的轻质隔热材料构成。

在某些实施例中，电源(未示出)可以向电阻加热元件113供电。电源可以是以400赫兹运行的三相208伏电源。也可以利用其他电源来为电阻加热元件113供电。电力的应用可以加热电阻加热元件113，并且因此加热相邻的流体。如图1A和图1B所示出地，电阻加热元件113可以包括三个单独的子加热元件113a、113b、113c。每个子加热元件113可以单独地连接到三通电导管12a、12b、12c，并且每个子加热元件113a、113b、113c可以提供三相电力的单独的相。例如，如图1B所示出地，电阻加热元件113被施加到内部环形构件14b的内表面，作为子加热元件113a、113b、113c的交替的螺旋线或盘旋线。

图3示出了与流通式加热器(例如图1A的流通式加热器10)一起使用的示例等离子喷涂电路50的电路图。符合FAA规定的电源(未示出)将会是115伏三相电源，针对在195°F的运行温度时2415瓦特总单区，三相电源各相具有805瓦特最大值。如图3所示的星形配置包括相C(蓝色)52、相B(黄色)54和相A(红色)56。也示出了接地或加热器回路58(白色)。在特定示例中，环形主体14在长度可以是155mm(6.02英寸)，而其他大小是可能的，并且能够将电线选择为大约304.8mm(12英寸)的长度。诸如图1A的RTD 24(例如，1KΩ1B类)等温度传感器可以附接在环形主体14的出口端。在替选实施例中，针对在300°F的运行温度下总共1600瓦的瓦特数，各相是533瓦特。例如，当加热器作为水加热器和蒸汽发生器运行时，能够使用这种配置。

在一些实施例中，包围加热元件的外壳(诸如图1和图2的环形主体14)可以包括在其外表面(例如面向气隙120的表面)上沉积有等离子喷涂电路50的内筒或管14b。等离子喷涂工艺可以包括在两个电极之间对气体或气体混合物进行电弧放电。

可能的气体或气体混合物包括氦气、氩气/氢气、氩气/氦气。通过在两个电极之间施加高电压，电极之间的气体或气体混合物中的一些变成高温等离子体。等离子体加热目标。在加热目标期间，蒸发的目标材料沉积到环形主体14的内表面上，形成电阻加热元件，诸如图1A中所示出的电阻加热元件113。可能的目标材料包括镍、氧化镍、氧化铁、氧化钴、氧化钒、氧化铝或这些材料的组合。

在一些实施例中，等离子体喷涂电路50可以被沉积为形成围绕内部环形主体14b的外表面的盘旋线。等离子体喷涂电路50也可被沉积为形成交错的盘旋线、之字形或其他形状，该形状提供向内部环形主体14b的均匀热传递。

塑料挡板芯16可以插入环形主体14中，使得塑料挡板芯16与内部环形主体14b的内表面抵接。可选地，挡板芯16的螺纹沿螺纹的整个外围或长度与内部环形构件14b的内表面接触。因此，螺纹限定了螺旋路径32，流体可以沿着该螺旋路径32经由螺旋路径32从入口40流到出口42。在其沿着该路径32行进期间，水达到所期望的温度。

可替选地，螺纹的外径可以小于内部环形构件14b的内径。在这样的实施例中，流体的部分可以沿着内部环形构件14b的内表面轴向流动，并且其他流体将在螺旋路径32中流动。在流体的这两部分之间将发生混合。该实施例可以有利于提供通过饮品加热器的更高流量。

在出口42处的流体的温度是流体的流速以及(可选地)传递到电阻加热元件的功率的函数。例如，可以通过降低流体的流速来增加流体的温度。可替选地，可以通过增加流体的流速来降低流体的温度。例如，这可以通过选择螺旋路径32的螺距来修改。可选地，响应于从温度传感器24A、24B和24C接收到的信号，出口处流体的温度也可以通过改变传送到加热元件113的功率来控制。在这样的实施例中，可以有利于将传送到三个子元件中的每个的功率保持相等，因此有助于防止上述的负载失衡。相对于加热器功率随时间变化的实施例，通过改变流体的流量来控制温度的实施例可以提供改进的负载平衡。

在示例性实施例中，流体的温度可以根据子加热元件113a、113b、113c的温度推断出。子加热元件113a、113b、113c的温度可以由集成的电阻温度检测器24a、24b、24c测量。每个集成的电阻温度检测器24可以单独地集成到子加热元件113中。

在一些实施方式中，抵接电阻加热元件113的挡板芯16可以从环形主体14移除。通过从环形主体14移除挡板芯16，使用者可以进行维护作业，诸如清洁、消毒和修理，以确保流通式加热单元10正常工作。通过拧松端部构件18、20并从挡板芯16中的孔30拔出杆38，可以移除挡板芯16。杆38可以包括表面上的机加工螺纹28。孔30还可以包括与杆38的机器螺纹28匹配适应的机加工的螺纹(未示出)。在拔出杆38之后，可以将挡板芯16从环形主体14移除。有利地，即使沉积物(诸如钙或镁)已经累积在内部环形构件14b的内侧上，也可以移除挡板芯16。这样的累积将倾向于填充或部分堵塞路径32，但在这种情况下，带螺纹的挡板芯可以被“拧松”，并且通过使其沿顺时针或逆时针方向转动，从部分阻塞的内部环形构件14b移除。

在一些实施方式中，挡板芯16可以由高温热塑性塑料制成。例如，挡板芯16可以由聚苯砜制成。其他材料包括聚醚醚酮(PEEK)、聚砜、聚丙烯和聚氯乙烯。挡板芯16优选由密度为0.5至2g/mm³，优选为0.8至1.8g/mm³，更优选为1至1.7g/mm³的轻质材料构成。

图4包括根据说明性实施例的针对多相流通式加热系统400的另一配置。多相流通式加热系统400实施在一系列加热单元460中。每个加热单元460包括由盘管410、422、438围绕的加热元件412、424、436，盘管410、422、438载有携带通过多相流通式加热系统的水源。环形构件414、426、438各自围绕相应的加热单元。环形构件414、426、438可以是不锈钢套管，该不锈钢套管是薄的并且具有低热质量以有效地将热传导到温度传感器430、440。在一些实施例中，加热元件412、424、436是电阻加热器。为了维护、修理或更换，可以选择性地和单独地移除加热单元460。

在一些实施例中，每个加热单元460由多相电源的单独的相供电。在特定示例中，电源可以是在400赫兹下运行的三相208伏电源。电力的施加可以加热加热元件412、424、436，并且因此加热流过加热元件412、424、436周围的管410、422、434的任何水。每个加热元件412、424、436可以接收三相电源的单个相。例如，可以向加热元件412、424、436的每一个提供多相电源的单个相，继而提供给各个加热单元的电极416、428、442中的每个。例如，第一加热器412可以接收具有0°相位角的电力，第二加热器424可以接收具有120°相位角的电力，并且第三加热器436可以接收具有240°相位角的电力。可替选地，每个加热器可以被提供有全部三相的电源，在这种情况下，加热元件412、424、436中的每个将会包含以类似于图1B所描述的方式配置的三个单独子元件的交错螺旋线。

在正常运行期间，水通过微粒过滤器404、电磁阀406和管配件408流入进水口402，并流入围绕第一流通式加热单元460a的第一电阻加热器412的第一管410。第一管410被环形构件414围绕(以剖面示出以使管410暴露)。第一加热单元460a包括两个电极416a、416b以及可复零的过温传感器(未示出)。然后，水通过管配件418流入第二流通式加热单元460b的第二管422中。管配件418连接到排气阀420。第二流通式加热单元460b包括电阻加热器424、环形构件426、两个电极428a、428b以及可复零的过温传感器430。然后，水通过管配件432流入围绕流通式加热单元460c的第三电阻加热器436的第三管434中。流通式加热单元460b包括环形构件438、可复零的过温传感器440和两个电极442a、442b。最后，水通过管配件444、水检测器446和出口管448流入转动阀和伺服组件450。管配件444的端部耦接到出口电阻温度检测器452。流通式加热系统400可以包括单向止回阀454a、454b，以允许水在通过电磁阀406供给的水意外中断时流入配件432。这有助于防止通式加热器400在过滤器404阻塞或电磁阀发生故障时过热。

在一些实施方式中，当水流过微粒过滤器404时，可以滤出水中的不期望的杂质，使得它们不会最终到饮品制造器400的其余部分中。微粒过滤器404可以包括筛子、活性炭、沙子、微孔陶瓷过滤器、薄膜或用于去除杂质的其它过滤装置。微粒过滤器404可去除水中的杂质，以改善由饮品制造器400加热的饮品的质量和/或减少饮品制作器400中的沉积。

在某些实施例中，电磁阀406可以是控制流过饮品制造器400的水量的机电阀。电磁阀406可以通过调节阀406打开的持续时间来控制水流量。电磁阀406可以由控制信号来控制。当水流过饮品制造器400时，加热元件412、424、436可以升高水的温度。可选地，可以基于来自那些元件中或那些元件上设置的RTD温度传感器的反馈，通过传递给加热元件412、424、436的功率来控制水的温度。可替选地或另外地，可以通过水的流速来控制水的温度，水的流速可以由电磁阀406控制。例如，可以通过减小水的流速增加水的温度。可以通过增加通过通路410、422和434的水的流速降低水的温度。

在示例性实施方式中，管410、422、434可以由不锈钢或高温热塑性塑料制成，在这种应用中，它们都具有相对低的热质量和相对轻的重量。在一些实施例中，为了维护(例如清洁、消毒、修理或更换)，管410、422、434和/或加热元件412、424、436可以从它们各自的环形构件414、426、438移除。环形构件中的每个(例如414)可以由绝缘套管(未示出)围绕，该绝缘套管具有类似于以上针对图1B描述的结构。

在某些实施例中，过温传感器430、440可以是电阻温度检测器。可替选地，过温传感器430、440可以是热敏电阻、热电偶或硅带隙传感器。

参考图5，示出了多相流通式加热系统500的另一个示例。多相流通式加热器系统包括并联配置的三个流通式加热单元530。每个加热单元530包括围绕加热元件512的盘管510。每个加热元件512包括各自的环形构件514(以剖视图示出以使各自的加热元件512暴露)。第一流通式加热单元530a包括电极516a、518a和温度传感器开关520a。第二流通式加热单元530b包括电极516b、518b和温度传感器开关520b。第三流通式加热单元530c包括电极516c、518c和温度传感器开关520c。

在正常运行期间，水流入进水口502，通过管配件504和电磁阀506。然后，水流入第一歧管508，分成三个单独的水流，并流入第一、第二和第三管510a、510b、510c。第一歧管508包括具有与上面描述类似的功能的止回阀530。当三个水流流过管510时，加热元件512可以增加三个水流的温度。然后，三个水流从管510通过第一、第二和第三电磁阀522a、522b、522c流入第二歧管528，并且流出第一、第二和第三出口524a、524b、524c。第二歧管528包括排气装置526。

在某些实施例中，电磁阀506可以是控制流过饮品制造器500的水量的机电阀。电磁阀506可以通过调节阀506打开的持续时间来控制水流量。电磁阀506可以由控制信号来控制。当水流过加热系统500时，加热元件512可以升高三个水流的温度。可以通过水流的流速来控制水流的温度，可以由电磁阀506来控制水流的流速。例如，通过减小水流的流速可以增加水流的温度。例如，通过增加水流的流速可以降低水流的温度。如上面所描述地，附加地或可替选地，输出端处的流体的温度可以通过改变传递到加热元件的功率来控制。

在示例性实施方式中，管510可以由不锈钢或高温热塑性塑料制成。在一些实施例中，为了维护(例如清洁、消毒、修理或更换)，管510可以从它们各自的外壳514移除。

在一些实施例中，加热元件512是电阻加热器。电源(未示出)可以向加热元件512提供三相电力。在特定示例中，电源可以是在400赫兹下运行的三相208伏电源。电源可以经由电极516、518向加热元件512供电。电力的应用可以加热加热元件512，并且因此加热流过管510的三个水流。每个加热元件512a、512b、512c可以接收三相电源的单个相。例如，第一加热元件512a可以接收具有0°相位角的电力，第二加热元件512b可以接收具有120°相位角的电力，并且第三加热元件512c可以接收具有240°相位角的电力。在一些实施例中，为了维护、修理或更换，可以选择性地和单独地移除加热单元512。

在某些实施例中，过温传感器520可以是电阻温度检测器。可替选地，过温传感器520可以是热敏电阻、热电偶或硅带隙传感器。

在一些实施方式中，通过单独运行电磁阀522，三个水流可以选择性地流出出口524。例如，仅通过打开电磁阀506和电磁阀522a并且关闭电磁阀522b、522c，加热的水可以离开第一出口524a。在另一示例中，仅通过打开电磁阀506和电磁阀522b、522c并且关闭电磁阀522a，加热的水可以离开第二和第三出口524b，524c。

在一些实施例中，第一、第二和第三出口524a、524b、524c可以连接到不同的分配器。例如，第一出口524a可以连接到咖啡分配器，第二出口524b连接到茶分配器，并且第三出口524c连接到热水分配器。

在可替选实施例中，加热元件512可以用加热单元10来代替。加热元件512和加热单元10之间的主要区别之一是，前者在螺旋流体通路的内部上施加热量，而后者将热量施加到螺旋流体通路的外部。在一些实施例中，前者可以更紧凑并且更轻。

转到图6，根据说明性实施例的流通式加热器600包括多相流通式加热系统的另一配置。多相流通式加热系统在加热单元630中实施。加热单元630包括由盘管616围绕的加热元件612，盘管616载有通过多相流通式加热系统的水源。环形构件614围绕加热元件612。环形构件614例如是不锈钢套管或其他如上所描述具有低热质量和高导热率的材料。因此，环形套管构件614有助于围绕盘管16均匀地分配热量。环形套管构件614可被具有上述性能的绝缘套管(未示出)围绕。在可替选实施例中，盘管16可以替代性成为形成在环形套管614中并且进一步由加热元件612的外表面限定的通路。通过首先移除配件620和/或608，然后拔出加热元件612和/或环形套管614来进行清洁和/或更换。可以容易地移除加热元件612来维护、修理或者更换。在盘管替代性成为在环形套管614中形成的通路的可替选的实施例中，环形套管可以被更换而不是被清洁。

在一些实施例中，加热元件612包括第一、第二和第三加热子元件610a、610b、610c。在一些实施例中，每个加热子元件610由多相电源的单独的相供电。在特定示例中，电源可以是在400赫兹下运行的三相208伏电源。电力的应用可以加热加热子元件610，并且因此加热流过加热元件612周围的管616的任何水。每个加热子元件610a、610b、610c可以接收三相电源的单个相。例如，第一加热子元件610a可以接收具有0°相位角的电力，第二加热子元件610b可以接收具有120°相位角的电力，并且第三加热子元件610c可以接收具有240°相位角的电力。

在正常运行期间，水流入进水口602，通过微粒过滤器604、管配件606和电磁阀608，并流入围绕电阻加热元件612的管616。管616被环形构件614围绕。加热单元630包括可复零的过温传感器618。最后，水流过排气阀620、管配件622、水检测器624和出口管626。

在一些实施方式中，当水流过微粒过滤器604时，可以过滤掉水中的不期望的杂质，使得它们不会沉积在流通式加热器600中的其他地方或饮用饮品中。微粒过滤器604可以包括筛子、活性炭、沙子、微孔陶瓷过滤器、薄膜或用于去除杂质的其它过滤装置。微粒过滤器604可去除水中的杂质，以改善由饮品制造器600加热的饮品的质量和/或减少饮品制作器600中的沉积。

在某些实施例中，电磁阀608可以是控制流过饮品制造器600的水量的机电阀。电磁阀608可以通过调节阀608打开的持续时间来控制水流量。电磁阀608可以由控制信号来控制。当水流过饮品制造器600时，加热元件612可以升高水的温度。水温可以如上所描述进行控制。管616和温度传感器618可以具有上述性能和结构。

本申请提供了一种用于飞机的饮品制造设备，其包括：用于加热流体的流通式加热单元，所述流通式加热单元包括：环形构件；沉积在所述环形构件的内表面上的加热元件，其中，所述加热元件包括三个子加热元件，每个子加热元件连接到用于接收三相电源的单独相的单独导管；挡板芯，其包括为流体提供流体流路的至少一个通道，其中，所述挡板芯被设置在所述环形构件内并且靠近所述加热元件；第一端部配件和第二端部配件，其设置在所述环形构件的每个端部处，每个端部配件包括用于允许流体流过所述环形构件的相应端口，其中，所述第一端部配件和所述第二端部配件中的至少一个可释放地连接到所述环形构件，以提供用于移除所述挡板芯的通路，以及至少一个电阻温度检测器，其测量三个子加热元件中的一个的温度。所述用于飞机的饮品制造设备还包括：电磁阀，其控制流体通过所述加热元件的流量，由此控制所述加热元件与所述流体之间的热传递。

已经描述了许多实施方式。然而，应该理解，在不脱离本公开的实质和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，如果公开的技术的步骤以不同的顺序执行，如果公开的系统中的部件以不同的方式组合，或者，如果部件被其他部件替换或补充，则可以实现优选的结果。这里描述的功能、过程和算法可以在硬件或者由硬件执行的软件中执行，包括计算机处理器和/或被配置为执行程序代码和/或计算机指令以实现在此描述的功能、过程和算法的可编程电路。另外，一些实施方式可以在不同于所描述的那些模块或硬件上执行。相应地，其他实施方式在可以要求保护的范围内。

Claims (19)

1.一种用于飞机的饮品制造设备，包括用于加热流体的一个或更多个流通式加热单元，所述一个或更多个流通式加热单元中的每个包括：

第一构件，所述第一构件为环形；

第二构件，所述第二构件为环形；

第三构件，其安装到所述第一构件，所述第三构件限定在所述第一构件之外或围绕所述第一构件的螺旋流路；

第四构件，其安装到所述第二构件，所述第四构件限定在所述第二构件之外或围绕所述第二构件的螺旋流路；

第一加热元件，其沿着所述第三构件的整个长度设置，所述第一加热元件接收三相电源的至少一个相；

第二加热元件，其沿着所述第四构件的整个长度设置，所述第二加热元件接收三相电源的至少一个相；以及

多个阀，其响应于控制信号来控制第一流体通过所述第三构件的流量以及第二流体通过所述第四构件的流量，

其中，所述第三构件和第四构件为分别插入所述第一构件和第二构件的挡板芯，所述第一构件和第二构件配置为包括外部绝缘环形构件和内部环形构件的环形主体，使得所述挡板芯与所述内部环形构件的内表面抵接，并且其中，所述第一加热元件和第二加热元件被施加到所述内部环形构件的内表面以作为交替的螺旋线或盘旋线。

2.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第三构件平行于所述第四构件布置，使得所述第一流体跟随与所述第二流体不同的流路行进。

3.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一构件和所述第二构件彼此不同轴。

4.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一加热元件和所述第二加热元件以串联配置设置。

5.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一加热元件和所述第二加热元件以并联配置设置。

6.根据权利要求1所述的饮品制造设备，还包括：

第一分配器，其耦接到所述第三构件的出口，所述第一分配器配置成分配所述第一流体；以及

第二分配器，其耦接到所述第四构件的出口，所述第二分配器配置成分配所述第二流体。

7.根据权利要求1所述的饮品制造设备，还包括：

第一止回阀，其耦接到所述第三构件的入口，所述第一止回阀配置成防止所述第一流体回流通过所述第三构件；以及

第二止回阀，其耦接到所述第四构件的入口，所述第二止回阀配置成防止所述第二流体回流通过所述第四构件。

8.根据权利要求1所述的饮品制造设备，还包括：

至少一个过滤器，其设置在所述第三构件的入口处，所述至少一个过滤器配置成过滤来自进入所述第三构件的所述第一流体的杂质。

9.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一构件包括所述第一加热元件，并且所述第二构件包括所述第二加热元件。

10.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一加热元件设置在所述第一构件上或所述第一构件内，并且所述第二加热元件设置在所述第二构件上或所述第二构件内。

11.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一加热元件配置成接收所述三相电源的第一相，并且所述第二加热元件配置成接收所述三相电源的第二相。

12.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述第一加热元件和所述第二加热元件均被配置成接收所述三相电源的三个相。

13.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述多个阀包括设置在所述第三构件的入口处的至少一个入口电磁阀，所述至少一个入口电磁阀配置成控制所述第一流体流入所述第三构件的入口的流量。

14.根据权利要求1所述的饮品制造设备，其中，所述多个阀包括设置在所述第四构件的出口处的至少一个出口电磁阀，所述至少一个出口电磁阀配置成控制来自所述第四构件的出口的所述第二流体的流量。

15.一种用于飞机的饮品制造设备，包括：

用于加热流体的多个流通式加热单元，所述多个流通式加热单元中的每个包括：

环形构件；

在所述环形构件的内表面上沉积为交替的螺旋线或盘旋线的加热元件，其用于响应于从三相电源的至少一个相接收的电力而向流体施加热量，以及

挡板芯，其包括为流体提供流体流路的至少一个通道，其中，所述挡板芯被设置为与所述环形构件的内表面抵接并且靠近所述加热元件；以及

用于控制流体通过所述用于提供流路的装置的流量，从而控制所述多个流通式加热单元中的每一个中的所述加热元件与流体之间的热传递的装置；

其中，所述多个流通式加热单元中的每个被配置为从所述饮品制造设备选择性地移除，从而使得能够进行清洁、修理或更换。

16.根据权利要求15所述的饮品制造设备，其中，所述加热元件包括多个子加热元件，每个子加热元件连接到用于接收三相电源的单独相的单独导管。

17.根据权利要求15所述的饮品制造设备，其中，所述多个流通式加热单元包括三个流通式加热单元，其中，向所述多个流通式加热单元中的每个流通式加热单元的相应加热元件提供所述三相电源的不同相。

18.根据权利要求15所述的饮品制造设备，其中，所述多个流通式加热单元被布置成并行地接收流体。

19.根据权利要求15所述的饮品制造设备，其中，所述加热元件包括多个子元件，每个子元件接收三相电源的不同相。

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