ГАЗОВАЯ ПЛИТА Российский патент 2011 года по МПК F24C3/02 

Изобретение относится к газовой плите согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Газовые плиты, содержащие духовки, нагревательные поверхности и грили для барбекю, часто снабжаются системой электрозажигания, чтобы зажечь пламя или вызвать горение газа. Однако для системы электрозажигания необходим источник электроэнергии.

В большинстве газовых плит с системой электрозажигания используется силовой кабель и цепь электропитания с выпрямителем. Это дополнительно повышает стоимость плиты.

В каждом регионе мира имеются различные специфические технические стандарты, в частности стандарты напряжения или частоты тока. Таким образом, определенная газовая плита не может быть использована в каждом регионе мира. Такая газовая плита не может использоваться при прерывании подачи электроэнергии.

В некоторых газовых плитах используются батареи, обеспечивающие подачу электроэнергии к системе электрозажигания. Например, могут использоваться стандартные батареи напряжением 9 В. Для таких газовых плит не требуются какие-либо силовые кабели и соответственно цепь электропитания. Однако при отсутствии заряженной батареи газовая плита не может использоваться.

В документе US 2006/0016446 описана газовая горелка, преобразующая тепловую энергию отработанных газов в электроэнергию. В данной горелке между источником тепла и теплопоглощающим устройством расположен термоэлектрический блок. Термоэлектрический блок содержит полупроводниковый элемент. Из-за разницы температур на двух внешних сторонах термоэлектрического блока возникает напряжение. Термоэлектрический блок обеспечивает электроэнергию для питания таких устройств, как электрические вентиляторы, лампы, телевизоры и зарядные устройства.

В документе WO 00/25068 описано устройство для зажигания газовой плиты. Устройство содержит электрическую схему с конденсатором и трансформатором напряжения. Искра возникает между электродами, расположенными вблизи газовой струи. Устройство содержит аккумуляторную батарею и фотоэлектрический элемент, соединенный с батареей для ее подзарядки. Фотоэлектрический элемент расположен на внешней стороне газовой плиты, чтобы на него воздействовал солнечный свет или искусственный свет из окружающей среды. Недостатки данного устройства заключаются в том, что не может быть гарантировано достаточное количество излучаемой энергии, так как обычно газовая плита не установлена под солнечными лучами, а искусственного освещения может быть недостаточно.

Задача изобретения заключается в создании газовой плиты, в которой устранены, по меньшей мере, некоторые из вышеупомянутых недостатков.

Указанная задача решена в газовой плите согласно п.1 формулы изобретения.

Согласно настоящему изобретению газовая плита содержит генератор для выработки электроэнергии (электрической энергии, электрического тока, электрического напряжения) путем преобразования энергии излучения, излучаемой газовой горелкой.

Вырабатываемая генератором электроэнергия используется, в частности, для системы электрозажигания газовой горелки (газовых горелок), чтобы вызвать горение газа, а также может использоваться для других потребителей электроэнергии, например дисплеев, электронных устройств, таких как устройства управления и т.д. Вырабатываемая генератором электроэнергия обеспечивает электропитание, независимое от электрической сети и других обычных источников электропитания. Любая электроэнергия, выработанная на предыдущей стадии приготовления пищи на газу и сохраненная в аккумулирующем электроэнергию устройстве, например конденсаторе и/или перезаряжаемой батарее, может использоваться для повторного зажигания газа при приготовлении пищи, или может использоваться электроэнергия, выработанная генератором из излучения источников тепла.

Газовая горелка (газовые горелки), как правило, содержит (ат) источник тепла, выделяющий тепло при горении газа, и систему электрозажигания. Кроме того, для управления системой электрозажигания обычно используются электрические или электронные схемы управления.

В соответствии с изобретением излучение от источника тепла преобразуется генератором в электроэнергию.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения генератор представляет собой или содержит фотоэлектрический генератор, в частности, по меньшей мере, один фотоэлектрический элемент. Для достижения высокой эффективности генератора межзонное поглощение энергии материалом фотоэлемента должно соответствовать излучению, испускаемому источником тепла. Например, фотоэлектрический элемент изготавливают из материала, содержащего кремний и/или антимонид индия.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения источник тепла представляет собой открытое пламя. В конструкции обычных недорогих газовых горелок и нагревательных поверхностей используется открытое пламя. Настоящее изобретение предпочтительно может быть использовано для газовых горелок с открытым пламенем.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения источник тепла находится в закрытом пространстве газовой горелки. Настоящее изобретение также может применяться для газовых горелок с закрытым пространством.

Источник тепла может содержать по меньшей мере один каталитический материал. Например, источник тепла может содержать по меньшей мере один монолитный катализатор.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения между источником тепла и (фотоэлектрическим) генератором установлен фильтр. Благодаря этому производится селекция излучения от источника тепла. Предпочтительно на (фотоэлектрический) генератор должно поступать коротковолновое тепловое излучение.

Предпочтительно фильтр содержит ленточный фильтр, не пропускающий длинноволновое тепловое излучение. В результате снижается нагрев (фотоэлектрического) генератора.

Кроме того, фильтр может содержать инфракрасную оптическую линзу. Это позволяет сконцентрировать излучение и повысить эффективность генератора. Дополнительно указанный фильтр может быть снабжен волноводом.

Газовая горелка может содержать газоотводную трубу, особенно если пламя находится в закрытом пространстве.

Для предотвращения нагрева (фотоэлектрического) генератора имеются средства его охлаждения. Например, генератор по меньшей мере частично расположен в воздушном потоке и/или соединен с проводником тепла, и/или с тепловой трубкой для охлаждения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения имеется по меньшей мере один накопительный элемент для аккумулирования электроэнергии. Предпочтительно накопительный элемент предназначен для аккумулирования энергии, которой снабжается система электрозажигания.

Например, накопительный элемент может содержать по меньшей мере один накопительный конденсатор. Кроме того, накопительный элемент может содержать по меньшей мере одну перезаряжаемую батарею. В обоих случаях накопительный элемент может заряжаться от (фотоэлектрического) генератора.

Кроме того, может иметься по меньшей мере одно устройство электропитания, соединенное с электрической сетью или выполненное с возможностью соединения с ней. Указанное устройство электропитания позволяет использовать газовую горелку при разряженном накопительном элементе, если доступна электрическая сеть.

Устройство электропитания может содержать по меньшей мере один выпрямитель. Благодаря этому обеспечивается прямой контакт устройства электропитания с накопительным элементом. Предпочтительно электропитание используется для зарядки накопительного элемента.

В электрической или электронной схеме управления могут использоваться аппаратные и/или программные компоненты. Например, схема управления содержит по меньшей мере один микропроцессор.

Кроме того, настоящее изобретение относится к газовой плите с газовой нагревательной поверхностью и/или газовой духовкой.

Далее изобретение будет подробно описано со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 схематично показана газовая горелка согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид спереди в разрезе;

на фиг.2 показана блок-схема участка газовой нагревательной поверхности согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.

На фиг.1 показана газовая горелка 10 согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Газовая горелка 10 является частью газовой нагревательной поверхности.

Газовая горелка 10 содержит подающий газопровод 12, предназначенный для смешения газа с воздухом. Дно и боковые стенки газовой горелки 10 выполнены из теплоизолятора 14. Подающий газопровод 12 проходит через дно горелки. Внутри теплоизолятора 14 в горизонтальной плоскости расположен газовый рассекатель 16, проходящий через все внутреннее пространство теплоизолятора 14. Над газовым рассекателем 16 расположен монолитный катализатор 18, также проходящий через все внутреннее пространство теплоизолятора 14.

Верхняя поверхность газовой горелки 10 выполнена из керамического стекла 26. Теплоизолятор 14 и керамическое стекло 26 образуют замкнутое пространство, в котором расположены газовый рассекатель и монолитный катализатор 18. Между теплоизолятором 14 и керамическим стеклом 26 расположен газонепроницаемый герметик 28. Под керамическим стеклом 26 расположена газоотводная труба 32.

В боковой стенке теплоизолятора 14 расположена система 24 электрозажигания, предназначенная для зажигания пламени газовой горелки 10. Для подачи электрического напряжения к системе 24 электрозажигания и управления системой 24 электрозажигания имеется электрическая схема. Для системы 24 электрозажигания требуется напряжение постоянного тока.

Кроме того, в боковой стенке теплоизолятора 14 находится датчик 30 температуры. Датчик 30 температуры предназначен для определения температуры газовой горелки 10 и может быть соединен с электрической схемой для регулировки работы газовой горелки 10.

С наружной стороны теплоизолятора 14 расположен фотоэлектрический генератор 20, оптически связанный с монолитным катализатором 18. В результате фотоэлектрический генератор 20 получает излучение от монолитного катализатора 18.

Фотоэлектрический генератор 20 может быть выполнен из одного или нескольких обычных фотоэлементов. Фотоэлемент может быть выполнен из материала, содержащего кремний и/или антимонид индия. Фотоэлектрический генератор 20 преобразует энергию излучения в электроэнергию. Предпочтительно межзонное поглощение энергии материалом фотоэлемента соответствует излучению, испускаемому источником тепла. Это обеспечивает наибольшую эффективность фотоэлемента.

Между монолитным катализатором 18 и фотоэлектрическим генератором 20 установлен фильтр 22, предотвращающий попадание длинноволнового излучения на фотоэлектрический генератор 20. В результате не допускается нагрев фотоэлектрического генератора 20. Температура фотоэлектрического генератора 20 должна быть низкой, чтобы обеспечить его эффективную работу.

Кроме того, для поддержания низкой температуры фотоэлектрического генератора 20 имеются средства охлаждения, которые не показаны на фиг.1. Охлаждение может осуществляться, например, воздушным потоком, посредством теплового проводника и/или тепловой трубки.

Вышеописанная газовая горелка 10 является каталитической газовой горелкой под стеклом. Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения газовая горелка 10 может быть горелкой с открытым пламенем. В этом случае фотоэлектрический генератор 20 получает излучение от пламени.

На фиг.2 показана блок-схема газовой нагревательной поверхности с газовой горелкой 10 согласно настоящему изобретению. Газовая нагревательная поверхность содержит газовую горелку 10 и фотоэлектрический генератор 20. Кроме того, газовая нагревательная поверхность содержит центральный газопровод 34, электронную схему 38 управления, накопительный конденсатор 40, блок 42 питания, преобразующий переменный ток в постоянный, клапанный механизм 46 и подающий газопровод 12.

Центральный газопровод 34 и подающий газопровод 12 соединены между собой клапанным механизмом 46, содержащим клапан 36 и несколько дополнительных клапанов. Клапан 36 соответствует газовой горелке 10 и обеспечивает регулировку подаваемого к ней потока газовоздушной смеси. Посредством линии 56 управления осуществляется электрическое соединение электронной схемы управления 38 с клапаном 36. Регулировка клапана 36 может производиться вручную пользователем и/или автоматически электронной схемой 38 управления через линию 56 управления.

Электронная схема 38 управления соединена с накопительным конденсатором 40 и с блоком 42 питания посредством первой линии 48 постоянного тока. Первая линия 48 постоянного тока также соединяет накопительный конденсатор 40 с блоком 42 питания. Блок 42 питания содержит штепсель 44 для соединения блока 42 питания с электрической сетью. Блок 42 питания снабжает электроэнергией накопительный конденсатор 40. Если блок 42 питания соединен с электрической сетью, то может осуществляться внешнее дублирование накопительного конденсатора 40.

Фотоэлектрический генератор 20 электрически соединен с электронной схемой управления 38 посредством второй линии 50 постоянного тока. Выработанная фотоэлектрическим генератором 20 электроэнергия подается в электронную схему управления 38 и затем аккумулируется в накопительном конденсаторе 40.

Накопительный конденсатор 40 снабжает энергией электронную схему управления 38 и систему 24 электрозажигания, вызывающую горение газовой горелки 10. Затем во время использования газовой горелки 10 накопительный конденсатор 40 перезаряжается от фотоэлектрического генератора 20.

Вместо накопительного конденсатора 40 может использоваться перезаряжаемая батарея. После определенной заданной фазы бездействия такая перезаряжаемая батарея в состоянии сохранять заряд на несколько циклов зажигания.

Электронная схема 38 управления соединена с системой 24 зажигания газовой горелки 10 через линию воспламенения 54. Для обеспечения зажигания система 24 зажигания снабжается напряжением от электронной схемы 38 управления.

Кроме того, электронная схема 38 управления соединена с датчиком 30 температуры газовой горелки 10 посредством линии 52 регистрации. Датчик 30 определяет температуру газовой горелки 10 и передает значение температуры в виде электрического сигнала в электронную схему 38 управления.

Плита в соответствии с настоящим изобретением обладает всеми преимуществами газовых плит с электронным управлением и дополнительно обеспечивается независимость от электрической сети.

Газовая плита с горелкой 10 согласно настоящему изобретению является локально независимой, благодаря чему ее можно использовать вне помещения.

Кроме того, газовая горелка 10 согласно настоящему изобретению позволяет использовать газовую плиту на кухне при нарушении электроснабжения, например при временном прекращении электроснабжения.

Кроме того, газовая плита с горелкой 10 согласно настоящему изобретению, благодаря унифицированной конструкции, подходит для всех стран мира, поскольку не зависит от электрических сетей с их специфическими напряжениями и частотами.

Перечень ссылочных позиций

10 - газовая горелка

12 - подающий газопровод

14 - теплоизолятор

16 - газовый рассекатель

18 - монолитный катализатор

20 - фотоэлектрический генератор

22 - фильтр

24 - система электрозажигания

26 - керамическое стекло

28 - газонепроницаемый герметик

30 - датчик температуры

32 - газоотводная труба

34 - центральный газопровод

36 - клапан

38 - электронная схема управления

40 - накопительный конденсатор

42 - блок питания

44 - штепсель

46 - клапанный механизм

48 - первая линия постоянного тока

50 - вторая линия постоянного тока

52 - линия регистрации

54 - линия воспламенения

56 - линия управления

Изобретение относится к газовой плите с по меньшей мере одной газовой нагревательной поверхностью и/или с одной газовой духовкой. Газовая плита имеет по меньшей мере одну газовую горелку, содержащую источник тепла для генерации тепла при горении газа, и по меньшей мере один генератор для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии излучения. Для воспламенения газа газовая горелка или каждая из газовых горелок имеет систему электрозажигания, которая снабжается электроэнергией от генератора, представляющего собой или содержащего фотоэлектрический генератор. Фотоэлектрический генератор выполнен с возможностью преобразования в электроэнергию электромагнитного излучения, испускаемого источником газовой горелки при горении газа. Технический результат: обеспечение возможности использовать газовую плиту при нарушении электроснабжения. 27 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газовая плита, имеющая по меньшей мере одну газовую горелку (10), содержащую источник (18) тепла для генерации тепла при горении газа и по меньшей мере один генератор (20) для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии излучения, при этом для воспламенения газа газовая горелка или каждая из газовых горелок имеет систему (24) электрозажигания, которая снабжается электроэнергией от генератора (20), представляющего собой или содержащего фотоэлектрический генератор (20), отличающаяся тем, что фотоэлектрический генератор (20) выполнен с возможностью преобразования в электроэнергию электромагнитного излучения, испускаемого источником (18) газовой горелки (10) при горении газа.

2. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один потребляющий электроэнергию элемент, получающий электроэнергию от генератора (20).

3. Газовая плита по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что содержит электрическую или электронную схему (38) управления для управления системой (24) электрозажигания.

4. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что фотоэлектрический генератор (20) представляет собой по меньшей мере один фотоэлемент.

5. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что межзонное поглощение энергии материалом фотоэлектрического генератора (20) соответствует излучению, испускаемому источником (18) тепла.

6. Газовая плита по п.4, отличающаяся тем, что фотоэлемент выполнен из материала, содержащего кремний и/или антимонид индия.

7. Газовая плита по любому из пп.1 или 5, отличающаяся тем, что источник (18) тепла представляет собой открытое пламя.

8. Газовая плита по любому из пп.1 или 5, отличающаяся тем, что источник (18) тепла расположен в замкнутом пространстве (14, 26) газовой горелки (10).

9. Газовая плита по любому из пп.1 или 5, отличающаяся тем, что источник (18) тепла содержит по меньшей мере один каталитический материал.

10. Газовая плита по п.9, отличающаяся тем, что источник тепла содержит по меньшей мере один монолитный катализатор (18).

11. Газовая плита по любому из пп.1 или 5, отличающаяся тем, что между источником (18) тепла и генератором (20) установлен фильтр (22).

12. Газовая плита по п.11, отличающаяся тем, что фильтр (22) содержит ленточный фильтр, не пропускающий длинноволновое тепловое излучение, например инфракрасное излучение.

13. Газовая плита по п.12, отличающаяся тем, что фильтр (22) содержит инфракрасную оптическую линзу.

14. Газовая плита по любому из пп.12 или 13, отличающаяся тем, что фильтр (22) снабжен волноводом.

15. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что газовая горелка или по меньшей мере одна газовая горелка (10) содержит газоотводную трубу (32).

16. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что содержит средства охлаждения генератора.

17. Газовая плита по п.16, отличающаяся тем, что генератор (20) по меньшей мере частично расположен в воздушном потоке для охлаждения генератора (20).

18. Газовая плита по любому из пп.16 или 17, отличающаяся тем, что генератор (20) соединен с проводником тепла для охлаждения генератора (20).

19. Газовая плита по любому из пп.16 или 17, отличающаяся тем, что генератор (20) соединен с тепловой трубкой для охлаждения генератора (20).

20. Газовая плита по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один накопительный элемент (40) для аккумулирования электроэнергии.

21. Газовая плита по п.20, отличающаяся тем, что накопительный элемент (40) содержит по меньшей мере один накопительный конденсатор.

22. Газовая плита по любому из пп.20 или 21, отличающаяся тем, что накопительный элемент (40) содержит по меньшей мере одну перезаряжаемую батарею.

23. Газовая плита по любому из пп.20 или 21, отличающаяся тем, что накопительный элемент (40) заряжается от генератора (20).

24. Газовая плита по п.20, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один блок (42) питания, соединенный или выполненный с возможностью соединения с энергосистемой или электрической сетью.

25. Газовая плита по п.24, отличающаяся тем, что блок (42) питания содержит по меньшей мере один выпрямитель.

26. Газовая плита по п.24, отличающаяся тем, что содержит блок (42) питания для зарядки накопительного элемента (40).

27. Газовая плита по п.1, содержащая газовую нагревательную поверхность или выполненная в виде газовой нагревательной поверхности.

28. Газовая плита по п.1, содержащая газовую духовку или выполненная в виде газовой духовки.