БЫТОВАЯ ГАЗОВАЯ ПЛИТА С МИКРОГАЗОТУРБИННЫМ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТОМ
DOMESTIC GAS STOVE WITH MICRO GAS TURBINE ELECTRICAL UNIT

Изобретение относится к газовым приборам, в частности к конструкциям стационарных напольных бытовых газовых плит.
Известна бытовая газовая плита (патент РФ №2052175, МПК F24C 3/00, опубл. 10.01.1996), принятая в качестве прототипа, включающая корпус с размещенными на нем горелочными и запорными устройствами, снабженный быстросъемной крышкой откидной стол, на лицевой стороне которого закреплена панель управления, оборудованный терморегулятором, автоматикой безопасности по горению духовой шкаф с основной и жарочными горелками и съемной дверцей, устройство электророзжига и сушильный шкаф.
К недостаткам известной газовой плиты относится неспособность за счет сгорания газового топлива генерировать, в дополнение к основному предназначению приготовления пищи, тепловую и электрическую энергии требуемых параметров.
В тоже время известны микрогазотурбинные электроагрегаты [В.М. Пожидаев. Микрогазотурбинные электроагрегаты - новое направление в малой энергетике. // Наука и технологии, 2005, №4 (06) август, с.26-33], предназначенные для производства тепловой и электрической энергий из горючих газов (природного газа, пропана, метана, попутного нефтяного газа, биогаза и других видов газа).
Основными узлами этих агрегатов, как правило, являются: компрессор; камера сгорания; турбина; редуктор; генератор; блок управления; рекуператор; подшипниковые опоры; фильтр воздуха на входе в компрессор и фильтр отработавших газов на выходе из турбины.
Принцип работы микрогазотурбинных электроагрегатов не отличается от принципа работы газотурбинных электроагрегатов обычных размеров.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение выполнения бытовой газовой плитой, в дополнение к основному предназначению приготовления пищи, генерации тепловой и электрической энергий требуемых параметров.
Технический результат достигается посредством оснащения плиты известным микрогазотурбинным электроагрегатом.
На фиг.1 изображена газовая плита с микрогазотурбинным электроагрегатом при виде спереди; на фиг.2 - изображение этой плиты при виде сбоку; на фиг.3 - увеличенный вид элемента I, представляющий камеру сгорания микрогазотурбинного электроагрегата; на фиг.4 - разрез по плоскости А-А; на фиг.5 - вид В (вид лючка камеры сгорания плиты).
Кухонная плита выполнена в виде тумбы и состоит из рабочего откидного стола 1 с четырьмя отверстиями под горелки 28 и сборного корпуса 5. Сверху плита закрыта штампованной быстросъемной откидной крышкой.
На лицевой стороне верхней части корпуса 5 стола 1 плиты закреплена панель 2 управления с ручками 25 газовых кранов и ручкой 23 терморегулятора с клапаном безопасности и кнопкой 24. Для управления электрооборудованием последняя снабжена клавишами 27 с кнопкой 26 электророзжига.
Внутри корпуса 5 плиты ниже рабочего стола 1 смонтированы снабженный пробковыми кранами газовой коллектор, духовой шкаф со съемной дверцей 3 и сушильный шкаф с дверцей 4.
Духовой шкаф снабжен двумя горелками: основной 14 и жарочной, при этом основная горелка 14 совмещена с камерой сгорания (представлена на фиг.2, 3 элементом I) микро газотурбинного электроагрегата 6, размещенного на задней стенке корпуса 5.
Камера сгорания состоит из полости 7, предназначенной для нагнетания воздуха из выходного патрубка 21 компрессора микрогазотурбинного электроагрегата 6, полости 8, образованной, в том числе, с помощью стойки 9, диффузора 10 с калиброванными отверстиями 11, газового кармана 12, полости 13 смешения горючего газа с воздухом, поступающим из полости 7, горелки 14, электроподжига 15 и полости 16 горения газа после смешения его с вторичным воздухом, поступающим через зазор Е из полости 8. Полость 16 соединена непосредственно с входным патрубком 22 турбины электроагрегата.
В стенке газового кармана 12 камеры сгорания с помощью гайки 19 закреплен штуцер 17, на который навернута трубка 18, соединенная с краном открытия или закрытия подачи горючего газа, управляемым ручкой 23 терморегулятора с клапаном безопасности, размещенной на панели 2 управления. Для ручного поджига газа, поступающим из горелки 14 камера сгорания снабжена лючком 20. Герметичность полостей камеры сгорания по месту стыковых полостей обеспечивается уплотнительными прокладками.
Бытовая газовая плита с микрогазотурбинным электроагрегатом, подключенная к электросети и к источнику подачи газа, работает следующим образом:
1. После включения клавишей 27 в положение электророзжига горелок рабочего стола, поворота ручки 25 газового крана одной из горелок и одновременного нажатия до упора на кнопку 26 панели 2 управления происходит зажигание газа соответствующей горелки. Регулировку интенсивности горения производят поворотом ручки 25 крана. Данная горелка плиты готова к работе по приготовлению пищи. Выключение горелок стола осуществляют обратным поворотом ручек 25.
2. После включения клавишей 27 в положение электророзжига жарочной горелки духового шкафа, открытия дверцы 3 духового шкафа, его проветривания в течение 2-3 минут, поворота ручки 23 терморегулятора с клапаном безопасности по часовой стрелке до упора, нажатия до упора на кнопку 24 клапана безопасности и одновременного нажатия до упора на кнопку 26 электророзжига зажжется газ жарочной горелки духового шкафа. Регулировку интенсивности горения производят поворотом ручки 23. Жаровая горелка духового шкафа плиты готова к работе по приготовлению пищи.
3. После включения клавиши 27 в положение электророзжига основной горелки духового шкафа, открытия дверцы 3 духового шкафа, открытия лючка 20 камеры сгорания, ее проветривания в течение 2-3 минут, поворота ручки 23 терморегулятора с клапаном безопасности против часовой стрелки до упора, нажатия до упора на кнопку 24 клапана безопасности и одновременного нажатия до упора на кнопку 26 электророзжига зажжется газ основной горелки духового шкафа. Регулировку интенсивности горения производят поворотом ручки 23. Основная горелка духового шкафа плиты готова к работе по приготовлению пищи.
4. После включения клавиши 27 в положение электророзжига основной горелки духового шкафа, открытия дверцы 3 духового шкафа, открытия лючка 20 камеры сгорания, ее проветривания в течение 2-3 минут, поворота ручки 23 терморегулятора с клапаном безопасности против часовой стрелки до упора, нажатия до упора на кнопку 24 клапана безопасности и одновременного нажатия до упора на кнопку 26 электророзжига зажжется газ основной горелки духового шкафа. Далее плита отключается от внешних источников электропитания и подключается к внешним объектам электропотребления. После закрытия лючка 20 рабочий газ с возросшей от сгорания кинетической энергией из полости 16 камеры сгорания поступает во впускной патрубок 22 турбины и далее передает свою энергию лопаткам турбины микрогазотурбинного электроагрегата 6, в результате чего получают вращение находящиеся на одной оси с турбиной колесо компрессора и ротор генератора. В результате вращения колеса компрессора в полость 7 камеры сгорания нагнетается воздух, который одновременно поступает в полость 8 и в диффузор 10. В диффузор 10 из кармана 12 по калиброванным отверстиям 11 за счет подсасывания поступает горючий газ и, смешиваясь с воздухом в полости 13, поступает в горелку 14 камеры сгорания. На выходе из горелки 14 в среде дополнительного окисления воздухом, поступающим из полости 8, происходит реакция горения газовоздушной смеси с резким возрастанием ее энергии. После передачи энергии лопаткам турбины газ через ее выхлопной патрубок и фильтр выпускается в полость рекуператора или наружу.
За счет вращения ротора генератора в его статорных обмотках наводится электродвижущая сила, которая в виде электрического тока подводится к объектам его потребления.
5. При ручном зажигании горелки 14 после открытия дверцы 3 духового шкафа, открытия лючка 20 камеры сгорания, ее проветривания в течение 2-3 минут, поворота ручки 23 терморегулятора с клапаном безопасности против часовой стрелки до упора и одновременного поднесения через лючок 20 зажженной спички зажжется газ основной горелки духового шкафа. Далее плита отключается от внешних источников электропитания и подключается к внешним объектам электропотребления. После закрытия лючка 20 рабочий газ поступает во впускной патрубок 22 турбины и далее порядок работы плиты соответствует порядку работы, изложенному в предыдущем пункте 4.