Газовая плита
Владельцы патента RU 2394190:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) (RU)
Изобретение относится к газовым приборам, а именно к бытовым газовым плитам. Газовая плита содержит укрепленный на каркасе корпус со столом вокруг варочных горелок и отражатель в виде двух отражательных элементов, расположенных на вогнутой и плоской поверхностях стола с максимальной величиной коэффициентов отражения как в инфракрасном, так и в видимой частях спектра электромагнитного излучения. В корпусе размещены пульт управления и газопровод-резонатор, в торце которого установлен звуковой излучатель. Пульт управления электрически связан со звуковым излучателем и кранами управления. Варочные горелки последовательно расположены по длине газопровода-резонатора. Технический результат - уменьшение расхода газа при сохранении теплотехнических характеристик плиты. 7 ил.
Изобретение относиться к газовым приборам, а именно к бытовым газовым плитам.
Известна газовая плита (см. патент Великобритании №1569810, кл. F24C 3/08. Опубл. 1980), содержащая корпус с горелкой и двумя газовыми кранами, обеспечивающими различный расход газа.
Недостатком является неэкономичный расход газа при эксплуатации на нагрев окружающего пространства и невозможность наблюдения факела горелки.
Известна газовая плита (см. патент РФ №2018770, МПК F24C 3/00, опубл.30.08.1994), содержащая укрепленный на каркасе корпус со столом, вогнутым вокруг варочных поверхностей, и отражатель в виде двух отражательных элементов, расположенных на выгнутой и плоской поверхностях стола с максимальной величиной коэффициентов отражения как в инфракрасной, так и видимой частях спектра излучения.
Недостатком является невысокая экономичность сжигания газа при отсутствии возможности регулирования высоты пламени газа индивидуально для каждой варочной горелки, что в процессе кулинарной обработки пищевых продуктов, особенно, на одновременно работающих варочных горелках приводит к ухудшению теплотехнических показателей плиты, т.е. излишнему расходу газа.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение экономичного расхода газа, особенно при одновременно работающих варочных горелках, путем регулирования величины пламени индивидуально для каждой горелки за счет использования звукового излучателя в качестве концентратора газового потока.
Технический результат по снижению количества сгораемого газа в горелках при кулинарной обработке пищевых продуктов достигается тем, что газовая плита содержит укрепленный на каркасе корпус со столом вокруг варочных горелок и отражатель в виде двух отражательных элементов, расположенных на вогнутой и плоской поверхностях стола с максимальной величиной коэффициентов отражения как в инфракрасном, так и в видимой частях спектра электромагнитного излучения, в корпусе размещены пульт управления и газопровод-резонатор, в торце которого установлен звуковой излучатель, причем пульт управления электрически связан со звуковым излучателем и кранами управления, а варочные горелки последовательно расположены по длине газопровода-резонатора.
На фиг.1 изображена предполагаемая газовая плита, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху; фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 - схема работы звукового излучателя при максимальном факеле, фиг.5 - то же, что и на фиг.4 при работе одной варочной горелке, фиг.6 - то же, что и на фиг.5, но на другой варочной горелке, фиг.7 - то же, что на фиг 4 при малой подаче газа к варочным горелкам.
Газовая плита состоит из укрепленного на каркасе корпуса 1 со столом 2, варочными горелками 3 и решеткой 4. На вогнутой части стола 2 вокруг варочных горелок 3 расположен отражающий элемент 6, имеющий максимальную величину коэффициента отражения в инфракрасной части спектра электромагнитных волн. На плоской части стола вокруг горелок установлен отражающий элемент 7, имеющий максимальную величину коэффициента отражения в видимой части спектра магнитных волн. Факел 8 с минимальным расходом сгораемого газа, факел 9 с максимальным расходом сгораемого газа, факел 10 с промежуточным расходом газа. В корпусе 1 размещены пульт управления 11 и газопровод-резонатор 12, в торце которого установлен звуковой излучатель 13, при этом пульт управления электрически связан со звуковым излучателем 13 и кранами управления 14, 15. Варочные горелки 3 последовательно расположены по длине газопровода-резонатора 12.
Газовая плита работает следующим образом.
Пример 1.
Потребитель на решетку 4 стола 2 корпуса 1 над каждой варочной горелкой 3 устанавливает емкость для приготовления пищи. С открытием кранов управления 14 и 15 в положение «полная» подача на пульт управления 11 поступает сигнал, и он передает соответствующую команду на звуковой излучатель 13 и открывает электромагнитный клапан 16. В результате вибрации звукового излучателя 13 в полости газопровода-резонатора 12 образуются «стоячие» волны (см, например, стр.283 Савельев И.В. Курс общей физики T.1, М.: Наука, 1970 г. - 512 с., ил.) с формой, амплитудой и частотой, обеспечивающей резонирующий всплеск в местах поступления газа к варочным горелкам 3 (фиг.4). В результате интенсивного перемешивания сетевого газа и возрастания скорости выхода его к варочным горелкам 3 резко увеличивается высота факела пламени 9, которой занимает максимальную площадь контакта с емкостью для приготовления пищи.
Известно, что важнейшей характеристикой экономичного использования газа в процессе его горения является поддержание скорости нормального распределения пламени - величина «высоты» его факела, зависящая от одного из основных факторов - концентрации газа в сгораемой смеси (см.,например, с.438-442. Лариков Н.Н. Общая теплотехника. М.: Строиздат, 1975, - 559 с., ил.).
В результате возрастания поверхности нагрева в единицу времени на основании закона теплопередачи наблюдается более интенсивная передача теплоты при сгорании сетевого газа без изменения его расхода и давления.
Известно, что время приготовления пищи на газовой плите, т.е. расход газа определяется из соотношения между количеством выделяемого тепла - Q; коэффициента теплопередачи К от теплоносителя (сгораемого газа) через поверхность емкости к нагреваемой жидкости; разности температур - Δt между теплоносителем и нагреваемой жидкостью для приготовления пищи; поверхностью нагрева - F, в качестве которой используется нижняя наружная поверхность емкости для приготовления пищи, контактирующая с факелом пламени горелки, т.е. Q=K·Δt·F (см, например, с.425-427. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача М.: Высш. школа, 1980, - 469 с., ил.). Следовательно, при постоянстве Δt и K (температуре пламени и материале емкости с жидкостью) площадь охвата (F) факелом пламени поверхности контакта увеличивает количество тепла передаваемого нагреваемой среде - приготовляемой пищи при постоянстве расхода сжигаемого газа. В результате наблюдается значительное сокращение газа на процесс сгорания для осуществления приготовления пищи, т.е. поддержание теплотехнических характеристик газовой плиты.
Следовательно, в результате воздействия звукового излучателя на процесс сгорания сетевого газа обеспечиваются теплотехнические параметры газовой плиты, заданные процессом нагревания пищи, при уменьшении расхода теплоносителя (сетевого газа).
Пример 2
Потребитель на решетку 4 стола 2 корпуса 1 над одной (левой) варочной горелкой 3 устанавливает емкость для приготовления пищи и полностью открывает кран управления 14 (кран 15 закрыт). С открытием газового крана в положение полностью подается сигнал на пульт управления 11, и он передает соответствующую команду на звуковой излучатель 13 и открывает электромагнитный клапан 16. В результате вибрации звукового излучателя 13 в полости газопровода-резонатора 12 образуется новая стоячая волна с амплитудой, обеспечивающей резонансный всплеск в месте поступления газа к варочной горелке 3 (фиг.5). Это приводит к увеличению высоты факела 9, который занимает максимальную площадь контакта с емкостью для приготовления пищи и, соответственно, наблюдается экономия сгораемого сетевого газа в процессе его сгорания для обеспечения заданной температуры нагрева емкости.
Пример 3
Процесс нагрева емкости для приготовления пищи на одной (правой) варочной горелки 3 и осуществляется аналогично примеру 2, но с образованием «стоячей волны» с резонансным всплеском к варочной горелке 9 (фиг.6) с соответствующим положительным результатом.
Пример 4
Потребитель на решетку 4 стола 2 корпуса 1 над каждой варочной горелкой устанавливает емкость для приготовления пищи и частично (т.е. не полностью) поворачивает краны 14 и 15. Сетевой газ из газопровода-резонатора 12 поступает в варочные горелки 3, где воспламеняется и факел пламени 8 и 10 контактирует с нижней поверхностью емкости для приготовления пищи. Одновременно с поворотом кранов управления 14 и 15 (например, газовый кран 14 на минимум подачи газа на сгорание, а газовый кран 15 на среднюю подачу газа, т.е. середина между минимумом и максимумом подачи газа). С положения «минимум» и «средне» подается сигнал на пульт управления 11, и он передает соответствующую команду на звуковой излучатель 13 и открывает электромагнитный клапан 16. Звуковой излучатель 13 в полости газопровода-резонатора 12 образует «стоячие» волны с амплитудой, обеспечивающей отсутствие резонансного всплеска в местах поступления газа к варочным горелкам 3 (фиг.7). В результате осуществляется возрастание и убывание резонансного всплеска с таким смещением амплитуды по длине газопровода-резонатора 12, что в местах поступления газа через газовые горелки 3 высота факела пламени 8 и 10 определяет соответствующий максимум передачи тепла при наименьшем для данных условий расхода газа.
Аналогичным образом осуществляется процесс экономичного сгорания газа при установке кранов управления 14 и 15 в положение одновременного «минимума» и «усредненной» или индивидуальной подачи газа в горелки при соответствующих положениях «минимум» и «усреднено».
В результате сетевой газ, поступающий через газопровод-резонатор 12, направляется для сгорания в варочные горелки 3 в строго дозированных количествах, т.е. его концентрация в варочных горелках 3 такова, что обеспечивается теплофизический показатель плиты с оптимальным расходом сетевого газа на сгорание.
Инфракрасная часть излучения пламени каждой горелки фокусируется отражательным элементом 6, установленным на вогнутую часть 5 стола 2, на нижнюю часть емкости для приготовления пищи, что, как известно из практики, приводит к повышению КПД варочных горелок. Видимая часть спектра излучения отражается отражательным 7, за счет чего пользователь получает наглядную информацию о форме пламени 8, 9, 10.
Оригинальность предполагаемого технического решения заключается в том, что снабжение газовой плиты звуковым излучателем с пультом управления обеспечивает снижение расхода газа путем увеличения высоты факела; применения вогнутых и плоских отражателей с максимальной теплоотражающей способностью. За счет воздействия «стоячих» волн на сжигаемый газ интенсифицируется его перемешивание и повышается концентрация над варочной горелкой, т.е. улучшается теплотехнические показатели газовой плиты.
Газовая плита, содержащая укрепленный на каркасе корпус со столом вокруг варочных горелок и отражатель в виде двух отражательных элементов, расположенных на вогнутой и плоской поверхностях стола с максимальной величиной коэффициентов отражения как в инфракрасном, так и в видимой частях спектра электромагнитного излучения, отличающаяся тем, что в корпусе размещены пульт управления и газопровод-резонатор, в торце которого установлен звуковой излучатель, причем пульт управления электрически связан со звуковым излучателем и кранами управления, а варочные горелки последовательно расположены по длине газопровода-резонатора.
