IT201900002725A1 - MECHATRONIC BURNER OF A HOB. - Google Patents

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Description

BRUCIATORE MECCATRONICO DI UN PIANO COTTURA MECHATRONIC BURNER OF A HOB

La presente invenzione si riferisce ad un bruciatore meccatronico di un piano cottura. The present invention refers to a mechatronic burner of a hob.

Nello stato della tecnica sono noti piani di cottura a gas comprendenti bruciatori ad induzione atmosferica. In the state of the art, gas cooking hobs comprising atmospheric induction burners are known.

Combustibile e ossidante (aria) sono miscelati a monte del processo di combustione fornendo un quantitativo di ossigeno sufficiente ad ossidare tutto il combustibile alimentato o una parte di esso. Fuel and oxidizer (air) are mixed upstream of the combustion process providing a quantity of oxygen sufficient to oxidize all or part of the fuel fed.

Bruciatori ad induzione atmosferica montati con piani cottura comprendono valvole per variare una portata di gas combustibile con lo scopo di variare una potenza termica alimentata, almeno un eiettore, almeno una testa del bruciatore, almeno un sensore di fiamma (FFD, Flame Failure Device) che interrompe il flusso di gas combustibile in caso la combustione non sia rilevata, ed almeno un accenditore. Atmospheric induction burners mounted with hobs include valves to vary a fuel gas flow rate with the aim of varying a supplied thermal power, at least one ejector, at least one burner head, at least one flame sensor (FFD, Flame Failure Device) which it interrupts the flow of combustible gas if combustion is not detected, and at least one igniter.

I due componenti più importanti per quanto concerne le prestazioni del bruciatore sono l'eiettore e la testa o piastra del bruciatore (Burner Head). Quest'ultimo componente ha la funzione di stabilizzare e ancorare la fiamma nella posizione voluta e consentire la realizzazione del processo di combustione nelle modalità desiderate per trasmettere efficientemente calore al recipiente o pietanza che si desidera riscaldare. The two most important components for burner performance are the ejector and the Burner Head. This last component has the function of stabilizing and anchoring the flame in the desired position and allowing the combustion process to be carried out in the desired modes to efficiently transmit heat to the container or dish to be heated.

Le prestazioni e la bontà del processo finale di conversione chimica saranno connesse strettamente alle condizioni di alimentazione a monte della fiamma, e quindi alla miscela reagente ottenuta tramite la combinazione di eiettore e testa del bruciatore. The performance and quality of the final chemical conversion process will be strictly connected to the feed conditions upstream of the flame, and therefore to the reagent mixture obtained through the combination of ejector and burner head.

L'eiettore è un componente che consente l'energizzazione di un fluido a bassa energia (fluido secondario), in questo caso aria, tramite un getto ad elevata energia cinetica (fluido primario) che nei piani cottura è il gas combustibile. Questa soluzione consente di scambiare quantità di moto ed energia meccanica senza l'utilizzo di organi mobili. The ejector is a component that allows the energization of a low-energy fluid (secondary fluid), in this case air, by means of a jet with high kinetic energy (primary fluid) which is the combustible gas in hobs. This solution allows the exchange of momentum and mechanical energy without the use of moving parts.

Svantaggiosamente il piano cottura così descritto non è in grado di ottimizzare il proprio funzionamento tenendo conto delle variazioni delle condizioni al contorno a cui può essere soggetto. Disadvantageously, the hob described in this way is unable to optimize its operation by taking into account the variations in the surrounding conditions to which it may be subject.

Scopo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un bruciatore di un piano di cottura che superi gli svantaggi della tecnica nota, sia più energeticamente efficiente, limiti emissioni indesiderate, garantisca sicurezza e precisione di cottura. The object of the present invention consists in realizing a burner for a cooking hob which overcomes the disadvantages of the known art, is more energetically efficient, limits unwanted emissions, and guarantees cooking safety and precision.

In accordo con l’invenzione tale scopo è raggiunto con un bruciatore di un piano cottura secondo la rivendicazione 1. In accordance with the invention, this purpose is achieved with a burner of a hob according to claim 1.

Un altro scopo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un mesobruciatore, dove con il termine mesobruciatore si fa riferimento ad un bruciatore di dimensioni compatte, che co-operi con il bruciatore della rivendicazione 1 di un piano di cottura che superi gli svantaggi della tecnica nota, sia più energeticamente efficiente, limiti emissioni indesiderate, garantisca sicurezza e precisione di cottura, sia in grado di adattare il proprio funzionamento alle variazioni di composizione del gas combustibile. Another object of the present invention consists in realizing a mesobburner, where the term mesobburner refers to a burner of compact dimensions, which co-operates with the burner of claim 1 of a cooking hob which overcomes the disadvantages of the technique note, it is more energetically efficient, limits unwanted emissions, guarantees cooking safety and precision, and is able to adapt its operation to variations in the composition of the combustible gas.

In accordo con l’invenzione tale altro scopo è raggiunto con un mesobruciatore che coopera con un bruciatore di un piano cottura secondo la rivendicazione 5. In accordance with the invention, this other purpose is achieved with a mesobburner which cooperates with a burner of a hob according to claim 5.

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un piano di cottura che superi gli svantaggi della tecnica nota, sia più energeticamente efficiente, limiti emissioni indesiderate, garantisca sicurezza e precisione di cottura. A further object of the present invention consists in realizing a cooking hob which overcomes the disadvantages of the known art, is more energetically efficient, limits unwanted emissions, guarantees cooking safety and precision.

In accordo con l’invenzione tale altro scopo è raggiunto con un piano cottura secondo la rivendicazione 12 e 13. In accordance with the invention, this other purpose is achieved with a hob according to claims 12 and 13.

Un ancora ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un procedimento di realizzazione di un piano di cottura che superi gli svantaggi della tecnica nota. A still further object of the present invention consists in realizing a process for manufacturing a cooking hob which overcomes the disadvantages of the known art.

In accordo con l’invenzione tale ulteriore scopo è raggiunto con un procedimento di realizzazione di un piano cottura secondo la rivendicazione 14. In accordance with the invention, this further object is achieved with a process for making a hob according to claim 14.

Un ancora altro ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel fatto di realizzare un procedimento di funzionamento di un piano di cottura che superi gli svantaggi della tecnica nota. A still further object of the present invention consists in realizing a method of operation of a cooking hob which overcomes the disadvantages of the known art.

In accordo con l’invenzione tale ancora altro ulteriore scopo è raggiunto con un procedimento di funzionamento di un piano cottura secondo la rivendicazione 15. In accordance with the invention, this still further object is achieved with a method of operating a hob according to claim 15.

Altre caratteristiche sono previste nelle rivendicazioni dipendenti. Other features are provided in the dependent claims.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali: la figura 1 è uno schema del bruciatore ad induzione atmosferica secondo la presente invenzione; The characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the following, exemplary and non-limiting description, referring to the attached schematic drawings in which: Figure 1 is a diagram of the atmospheric induction burner according to the present invention;

la figura 2 è un dettaglio di figura 1 che mostra uno schema di un bruciatore ad induzione atmosferica; la figura 3 è un dettaglio delle figure 1 e 2 che mostra uno schema di connessioni elettriche tra centralina di controllo e sensoristica/attuatori; figure 2 is a detail of figure 1 showing a diagram of an atmospheric induction burner; figure 3 is a detail of figures 1 and 2 showing a diagram of electrical connections between the control unit and sensors / actuators;

la figura 4A è uno schema di dettaglio delle precedenti figure che mostra il bruciatore con alimentazione dell’aria primaria di combustione aspirandola al di sotto del piano cottura. (Air from below); Figure 4A is a detailed diagram of the previous figures showing the burner with primary combustion air supply by sucking it under the hob. (Air from below);

la figura 4B è uno schema di dettaglio delle precedenti figure che mostra un bruciatore alternativo con alimentazione dell’aria primaria di combustione aspirandola al di sopra del piano cottura. (Air from above); Figure 4B is a detailed diagram of the previous figures showing an alternative burner with primary combustion air supply by sucking it above the hob. (Air from above);

le figura 5A, 5B, 5C, 5D sono schemi di dettaglio delle figure precedenti che mostrano iniettori e eiettori alternativi del bruciatore secondo geometrie alternative tali da integrare alcune delle possibili tipologie di regolatori di portata d’aria; Figures 5A, 5B, 5C, 5D are detailed diagrams of the previous figures showing alternative burner injectors and ejectors according to alternative geometries such as to integrate some of the possible types of air flow regulators;

la figura 6 è uno schema del bruciatore ad induzione atmosferica alternativo della presente invenzione comprendente un mesobruciatore; Figure 6 is a schematic of the alternative atmospheric induction burner of the present invention comprising a mesobburner;

la figura 7 è uno schema di dettaglio di figura 6 che mostra il piano di cottura comprendente il mesobruciatore; figure 7 is a detailed diagram of figure 6 showing the cooking hob comprising the mesobburner;

la figura 8 è uno schema impiantistico di dettaglio delle figure 6 e 7 che mostra il compartimento in cui è collocato il mesobruciatore; figure 8 is a detailed system diagram of figures 6 and 7 showing the compartment in which the mesobburner is located;

la figura 9 è uno schema del mesobruciatore delle figure 6-8; figure 9 is a diagram of the mesobburner of figures 6-8;

la figura 10 è uno schema di dettaglio delle figure 6-9 che mostra connessioni elettriche tra centralina di controllo e sensoristica/attuatori del bruciatore e del mesobruciatore; Figure 10 is a detailed diagram of Figures 6-9 showing electrical connections between the control unit and the sensors / actuators of the burner and the mesobburner;

la figura 11 è una rappresentazione del dettaglio relativo all’immissione della miscela di gas combusti e aria in prossimità del fronte di fiamma ancorato al bruciatore, dove tale flusso proviene dal compartimento del mesobruciatore ; Figure 11 is a representation of the detail relating to the introduction of the mixture of burnt gases and air near the flame front anchored to the burner, where this flow comes from the mesoburner compartment;

la figura 12 mostra un grafico di un campo di stabilità del mesobruciatore con in ascissa un carico specifico alle porte del mesobruciatore ed in ordinata la frazione diaria primaria; Figure 12 shows a graph of a stability field of the mesobburner with in the abscissa a specific load at the gates of the mesobburner and in the ordinate the primary daily fraction;

la figura 13 mostra un grafico di un andamento del rapporto volumetrico tra portata di aria aspirata rispetto alla portata di gas combustibile alimentato al variare della portata di gas combustibile per determinati valori di temperatura del gas combustibile, dell'aria primaria di combustione, del bruciatore e per gas combustibile dotato di una definita massa molare; la figura 14 mostra un grafico che descrive un legame tra rapporto d'equivalenza e corrente di ionizzazione misurata per determinati valori di portata totale, temperatura della miscela reagente a monte della testa del bruciatore, temperatura del bruciatore e composizione del gas combustibile; Figure 13 shows a graph showing a trend in the volumetric ratio between the intake air flow and the fuel gas flow rate when the fuel gas flow varies for certain temperature values of the fuel gas, the primary combustion air, the burner and for combustible gas with a defined molar mass; Figure 14 shows a graph describing a link between the equivalence ratio and the ionization current measured for certain values of total flow rate, temperature of the reactant mixture upstream of the burner head, burner temperature and composition of the fuel gas;

la figura 15 mostra un grafico che descrive l’andamento del rapporto volumetrico tra portata di aria aspirata rispetto alla portata di gas combustibile alimentato al variare della portata di gas combustibile per determinati valori di temperatura del gas combustibile, dell'aria primaria di combustione, del bruciatore, per gas combustibile dotato di una definita massa molare e per una definita posizione del regolatore d’aria; Figure 15 shows a graph that describes the trend of the volumetric ratio between the intake air flow rate compared to the fuel gas flow rate supplied as the fuel gas flow rate varies for certain temperature values of the combustible gas, of the primary combustion air, of the burner, for combustible gas with a defined molar mass and for a defined position of the air regulator;

le figure 16, 17 e 18 mostrano un diagramma di flusso che comprende fasi di procedimento di funzionamento del piano cottura secondo la presente invenzione. Figures 16, 17 and 18 show a flow chart which includes operating procedure steps of the hob according to the present invention.

Con riferimento alle figure citate ed in particolare le figure 1-5D, viene mostrato un piano cottura 100 comprendente almeno un bruciatore 10 ad induzione atmosferica. With reference to the aforementioned figures and in particular figures 1-5D, a cooking hob 100 is shown comprising at least one atmospheric induction burner 10.

Solitamente il piano cottura 100 comprende due o più bruciatori 10. Usually the hob 100 comprises two or more burners 10.

Come mostrato in particolare in figura 2, il bruciatore 10 comprende almeno un eiettore 20 ed almeno una testa 30. As shown in particular in Figure 2, the burner 10 comprises at least one ejector 20 and at least one head 30.

L’eiettore 20 comprende un condotto eiettore 21, un iniettore 40 ed un sistema di regolazione di portata di aria 50. The ejector 20 includes an ejector duct 21, an injector 40 and an air flow regulation system 50.

Il bruciatore 10 è in grado di regolare il proprio funzionamento rispondendo a variazioni di condizioni al contorno per mezzo del regolatore di una portata di aria 51/52, dove l’aria viene aspirata dall’eiettore 20. Il sistema di regolazione della portata di aria aspirata 50 comprende almeno un attuatore elettromeccanico 53 per regolare la portata di aria primaria di combustione. Il piano di cottura 100 comprende almeno una centralina di controllo 200 che controlla e comanda l’almeno un attuatore elettromeccanico 53 del sistema di regolazione di portata di aria 50. The burner 10 is able to regulate its own operation by responding to variations in surrounding conditions by means of the regulator of an air flow rate 51/52, where the air is sucked in by the ejector 20. The system for regulating the air flow rate intake 50 comprises at least one electromechanical actuator 53 for regulating the primary combustion air flow rate. The hob 100 comprises at least one control unit 200 which controls and commands the at least one electromechanical actuator 53 of the air flow regulation system 50.

La centralina di controllo 200 comprende almeno un processore ed almeno una memoria. The control unit 200 comprises at least one processor and at least one memory.

Le condizioni al contorno che possono variare sono relative ai seguenti osservabili: una temperatura di un gas combustibile Tgas alimentato dall’iniettore 40, una temperatura di aria Taria aspirata dall’eiettore 20, una temperatura Tb del bruciatore 10, una potenza termica Pgas erogata dalla testa 30 del bruciatore 10. In aggiunta alle variabili precedentemente descritte anche la composizione chimica del combustibile xgas è un parametro che può essere soggetto a cambiamenti, influenzando dunque il funzionamento del bruciatore. Per tenere conto di quest’ultimo parametro si dovrà però introdurre un bruciatore di dimensioni compatte, che nella presente trattazione è stato rinominato col termine di mesobruciatore, come mostrato nelle figure 6-11. The boundary conditions that may vary relate to the following observables: a temperature of a combustible gas Tgas supplied by the injector 40, a temperature of the air Taria drawn in by the ejector 20, a temperature Tb of the burner 10, a thermal power Pgas supplied by the head 30 of the burner 10. In addition to the variables described above, the chemical composition of the fuel xgas is also a parameter that can be subject to changes, thus influencing the operation of the burner. To take this last parameter into account, however, a compact burner must be introduced, which in this discussion has been renamed with the term mesobburner, as shown in figures 6-11.

Come mostrato in particolare in figura 2, la testa 30 del bruciatore 10 comprende fori 31 adatti ad ancorare stabilmente le fiamme generate dalla combustione della miscela reagente data da comburente e combustibile. As shown in particular in Figure 2, the head 30 of the burner 10 comprises holes 31 suitable for stably anchoring the flames generated by the combustion of the reactive mixture given by comburent and fuel.

Il bruciatore 10 comprende almeno un iniettore 40 che alimenta il condotto eiettore 21 con gas combustibile 301 per mezzo di uno o più ugelli o orifici 41. Il gas combustibile 301 ha portata modesta ma fluendo per almeno un orificio 41 dell’iniettore 40 aumenta la propria velocità ed il flusso ad alta velocità del gas 301 che fuoriesce dall’orificio 41 consente di richiamare aria 310 dall’ambiente circostante, da cui il termine bruciatore 10 ad induzione atmosferica. The burner 10 comprises at least one injector 40 which supplies the ejector duct 21 with combustible gas 301 by means of one or more nozzles or orifices 41. The combustible gas 301 has a modest flow rate but by flowing through at least one orifice 41 of the injector 40 increases its own speed and the high-speed flow of the gas 301 that leaves the orifice 41 allows air 310 to be drawn from the surrounding environment, hence the term atmospheric induction burner 10.

Come mostrato in particolare nelle figure 2, 4A-4B, 5A-5D l’orificio 41 dell'iniettore 40 comprende un condotto generalmente allineato assialmente con un asse lungo il quale si sviluppa il condotto eiettore 21 dell’eiettore 20. As shown in particular in figures 2, 4A-4B, 5A-5D the orifice 41 of the injector 40 comprises a duct generally axially aligned with an axis along which the ejector duct 21 of the ejector 20 develops.

Come mostrato in particolare in figura 2, il condotto eiettore 21, a seconda del design scelto, può avere una geometria cilindrica o a Venturi. Preferibilmente come mostrato nelle figure 2 e 5A-5D la sezione del condotto eiettore 21 comprende un tratto convergente che definisce una zona di miscelazione di testa 22 che è la zona d’ingresso del condotto eiettore 21, nella quale si ha il richiamo d’aria ambiente 310 per effetto del flusso di gas 301 proveniente dall’orificio 41 dell’iniettore 40, una sezione di gola 23 ed un tratto divergente che definisce un condotto di miscelazione 24, nel quale avviene il miscelamento tra i reagenti cioè la regione dove avviene il miscelamento tra aria 310 e combustibile 301. As shown in particular in Figure 2, the ejector duct 21, depending on the design chosen, can have a cylindrical or Venturi geometry. Preferably, as shown in Figures 2 and 5A-5D, the section of the ejector duct 21 comprises a converging portion that defines a head mixing zone 22 which is the inlet zone of the ejector duct 21, in which the air is drawn back. environment 310 due to the effect of the gas flow 301 coming from the orifice 41 of the injector 40, a throat section 23 and a diverging section that defines a mixing duct 24, in which the mixing between the reactants takes place, i.e. the region where the mixing between air 310 and fuel 301.

La geometria di iniettore 40, la geometria della zona di miscelazione di testa 22, della gola 23 e del condotto di miscelazione 24 del condotto eiettore 21 sono i principali parametri geometrici che determinano il rapporto tra quantità d'aria aspirata e gas alimentato. The geometry of the injector 40, the geometry of the head mixing zone 22, of the throat 23 and of the mixing duct 24 of the ejector duct 21 are the main geometric parameters that determine the ratio between the quantity of sucked air and the supplied gas.

Come mostrato in particolare in figura 2, ad una estremità del condotto di miscelazione 24 si ha la connessione con la testa 30 del bruciatore 10 e si può così definire un circuito fluidodinamico e relative perdite di carico del bruciatore 10 ad induzione atmosferica. As shown in particular in Figure 2, at one end of the mixing duct 24 there is the connection with the head 30 of the burner 10 and thus a fluid-dynamic circuit and relative pressure drops of the atmospheric induction burner 10 can be defined.

Assegnate la geometria del bruciatore 10, cioè dell'insieme eiettore 20 e testa 30 del bruciatore 10, le proprietà termo-fluidodinamiche del fluido primario e secondario, la portata di gas combustibile e le possibili condizioni al contorno connesse all'utilizzo dell'oggetto, si può definire quello che sarà il risultato del processo di combustione e la sua qualità. Assign the geometry of the burner 10, i.e. of the ejector 20 and head 30 of the burner 10, the thermo-fluid dynamic properties of the primary and secondary fluid, the flow rate of combustible gas and the possible boundary conditions connected to the use of the object, you can define what will be the result of the combustion process and its quality.

Per introdurre un parametro di controllo sul processo, oltre alla regolazione della portata di gas, è inserito il sistema di regolazione d'aria 50, che consente di modificare la geometria dell'eiettore 20 per ridurre o aumentare la quantità d'aria aspirata. Alcuni tipi alternativi di regolatori d’aria 52 sono riportati nelle figure 5A-5D. In order to introduce a control parameter on the process, in addition to the regulation of the gas flow rate, the air regulation system 50 is inserted, which allows to modify the geometry of the ejector 20 to reduce or increase the quantity of sucked air. Some alternative types of air regulators 52 are shown in Figures 5A-5D.

Modificare la geometria dell’eiettore 20 significa modificare la sezione di ingresso aria per mezzo del sistema di regolazione di portata di aria 50. Changing the geometry of the ejector 20 means changing the air inlet section by means of the air flow regulation system 50.

Le figure 5A-5D mostrano un ingrandimento dell’eiettore 20 tra l’iniettore 40 e il condotto eiettore 21 e presenta differenti tipologie di regolatori di portata d’aria 52 alternativi l’uno all’altro, azionati da attuatori elettromeccanici 53 come mostrato in figura 1. Regolatori di portata 51, 52, azionati da attuatori elettromeccanici 53 modificano il rapporto tra le portate del gas combustibile alimentato 301 e dell’aria ambiente aspirata 310 che confluiscono nella zona di miscelazione di testa 22 del condotto eiettore 21. Figures 5A-5D show an enlargement of the ejector 20 between the injector 40 and the ejector duct 21 and presents different types of air flow regulators 52 alternative to each other, operated by electromechanical actuators 53 as shown in Figure 1. Flow rate regulators 51, 52, operated by electromechanical actuators 53 modify the ratio between the flow rates of the fuel gas supplied 301 and the aspirated ambient air 310 which flow into the head mixing zone 22 of the ejector duct 21.

L’attuatore 53 regola automaticamente il rapporto tra le portate del gas combustibile 301 e dell’aria ambiente 310 che confluiscono nella zona di miscelazione di testa 22 rispondendo automaticamente alle variazioni delle condizioni al contorno. Tale attuatore 53 può essere così connesso alla centralina di controllo 200 che impartisce istruzioni per il controllo del processo di combustione. The actuator 53 automatically adjusts the ratio between the flow rates of the fuel gas 301 and the ambient air 310 that flow into the head mixing area 22, automatically responding to changes in the surrounding conditions. This actuator 53 can thus be connected to the control unit 200 which gives instructions for controlling the combustion process.

Agendo sull’aria aspirata 310 si è infatti in grado di controllare il rapporto d’equivalenza della miscela combustibile-comburente, definito come il rapporto tra il rapporto aria 310 - combustibile 301 che si dovrebbe avere in condizioni stechiometriche rispetto a quello realizzato effettivamente. Tale parametro è di fondamentale importanza dato che influenza la stabilità, le temperature e le emissioni dei processi di combustione. E’ infatti il principale parametro soggetto a monitoraggio nei processi di combustione su scala domestica, industriale, nei trasporti e nella generazione di potenza elettrica. Acting on the intake air 310 it is in fact able to control the equivalence ratio of the fuel-combustive mixture, defined as the ratio between the air ratio 310 - fuel 301 that should be had in stoichiometric conditions compared to that actually achieved. This parameter is of fundamental importance since it influences the stability, temperatures and emissions of the combustion processes. It is in fact the main parameter subject to monitoring in combustion processes on a domestic, industrial scale, in transport and in the generation of electrical power.

L’aria aspirata 310 mediante il principio di funzionamento dell’eiettore 20 viene definita aria primaria (Primary Air) 310 per distinguerla dall’aria con cui entrerà in contatto la fiamma generata dal processo di combustione, che viene invece identificata come aria secondaria (Secondary Air) 320. The air drawn in 310 by the operating principle of the ejector 20 is defined as primary air (Primary Air) 310 to distinguish it from the air with which the flame generated by the combustion process will come into contact, which is instead identified as secondary air (Secondary Air) 320.

A seconda che l’aria primaria 310 sia aspirata al di sotto come mostrato in figura 4A oppure alternativamente al di sopra di una superficie 101 del piano cottura 100 come mostrato in figura 4B si parla di bruciatori 10 con alimentazione dal basso (Air from below) o dall’alto (Air from above). Una rappresentazione schematica delle due tecnologie è riportata nelle figure 4A e 4B. Entrambe le soluzioni sono largamente diffuse e nonostante le evidenti differenze estetiche, basano il loro funzionamento sui medesimi principi fisici. Depending on whether the primary air 310 is sucked below as shown in figure 4A or alternatively above a surface 101 of the hob 100 as shown in figure 4B we are talking about burners 10 with feed from below (Air from below) or from above (Air from above). A schematic representation of the two technologies is shown in Figures 4A and 4B. Both solutions are widespread and despite the obvious aesthetic differences, they base their operation on the same physical principles.

Come mostrato in particolare in figura 1 i bruciatori 10 ad induzione atmosferica a geometria variabile sono integrati con la superficie 101 del piano cottura 100. As shown in particular in Figure 1, the variable geometry atmospheric induction burners 10 are integrated with the surface 101 of the hob 100.

Il piano cottura 100 comprende griglie di supporto 110 per pentole 120 o per altri strumenti di cucina. Le griglie di supporto 110 comprendono almeno una porzione adatta a mantenere sollevata la pentola 120 ad una determinata altezza sopra i bruciatori 10. The hob 100 comprises support grids 110 for 120 pots or other kitchen tools. The support grids 110 comprise at least a portion suitable for keeping the pot 120 raised to a certain height above the burners 10.

Il piano cottura 100 comprende un mezzo per regolare la portata di gas combustibile 130 inviato per mezzo di un condotto 134 del gas combustibile 301 verso l’iniettore 40. Detto mezzo per regolare la portata di gas combustibile 130 consente di controllare la potenza termica erogata dalla testa 30 del bruciatore 10. Il mezzo per regolare l’afflusso di gas combustibile 130, e quindi la portata di gas 301, comprende solitamente una manopola 131 per essere maneggiata da un utilizzatore, una valvola o rubinetto 132 per il gas combustibile 301. La valvola 132 è adatta a passare almeno da una posizione di apertura ad una posizione di chiusura. Il piano di cottura 100 comprende inoltre un trasduttore di posizione 133 per indicare la posizione della valvola 132. Ad esempio il trasduttore 133 comprende un encoder che rileva l’effettiva posizione della valvola 132 di regolazione del gas 301. Alternativamente a quanto riportato in figura 1 la valvola 132 potrebbe essere di tipo elettronico e in tal caso la regolazione potrebbe avvenite ancora tramite una manopola 131 o tramite altre interfacce integrate nel piano cottura (ad esempio dei pulsanti). Facendo uso di valvole elettroniche la posizione della valvola 132 del gas combustibile 301 potrebbe essere nota senza fare uso di un encoder ma conoscendo le istruzioni impartite dalla centralina 200 alla valvola stessa in base a se e quanto aprirsi. The hob 100 comprises a means for regulating the flow of combustible gas 130 sent by means of a duct 134 of the combustible gas 301 towards the injector 40. Said means for regulating the flow of combustible gas 130 allows to control the thermal power delivered by the head 30 of the burner 10. The means for regulating the inflow of combustible gas 130, and therefore the flow of gas 301, usually comprises a knob 131 to be handled by a user, a valve or cock 132 for the combustible gas 301. The valve 132 is suitable for passing at least from an open position to a closed position. The hob 100 also comprises a position transducer 133 to indicate the position of the valve 132. For example, the transducer 133 comprises an encoder which detects the actual position of the valve 132 for regulating the gas 301. Alternatively to what is shown in Figure 1 the valve 132 could be of the electronic type and in this case the adjustment could still take place through a knob 131 or through other interfaces integrated in the hob (for example buttons). Using electronic valves, the position of the fuel gas valve 132 301 could be known without using an encoder but knowing the instructions given by the control unit 200 to the valve itself based on whether and how much to open.

Il piano di cottura 100 comprende un sensore di temperatura gas combustibile 140 per rilevare la temperatura del gas combustibile 301. Il sensore di temperatura gas combustibile 140 è ad esempio una termocoppia. Il sensore di temperatura gas combustibile 140 è posizionato all’interno del condotto 134 di alimentazione del gas combustibile 301 oppure inserito nel corpo dell’iniettore 40, come mostrato in figura 1. The cooking hob 100 comprises a combustible gas temperature sensor 140 for detecting the temperature of the combustible gas 301. The combustible gas temperature sensor 140 is for example a thermocouple. The fuel gas temperature sensor 140 is positioned inside the fuel gas supply conduit 134 301 or inserted in the injector body 40, as shown in figure 1.

Il piano cottura 100 comprende un sensore di temperatura aria 150 per misurare la temperatura dell’aria primaria 310. Il sensore di temperatura aria 150 è una termocoppia ad esempio. Il sensore di temperatura aria 150 è posizionato in un luogo adatto alla misurazione della temperatura dell’aria primaria 310, ad esempio è collocato fuori dal condotto eiettore 21 e fuori dall’iniettore 40, posizionato in prossimità dell’ingresso della zona di miscelazione di testa 22 del condotto eiettore 21. The hob 100 includes an air temperature sensor 150 to measure the primary air temperature 310. The air temperature sensor 150 is a thermocouple for example. The air temperature sensor 150 is positioned in a place suitable for measuring the primary air temperature 310, for example it is placed outside the ejector duct 21 and outside the injector 40, positioned near the inlet of the head mixing zone 22 of the ejector duct 21.

Il bruciatore 10 comprende almeno un sensore di temperatura ad esempio inserito nella detta almeno una testa 30. Tale sensore può essere ad esempio una termocoppia posta in contatto con la testa 30 o altre parti opportunamente scelte del bruciatore 10.” The burner 10 comprises at least one temperature sensor, for example inserted in said at least one head 30. This sensor can be, for example, a thermocouple placed in contact with the head 30 or other suitably selected parts of the burner 10. "

Il bruciatore 10 comprende il sistema di regolazione di portata di aria 50 che comprende l’attuatore elettromeccanico 53 che comprende ad esempio un encoder e un otturatore 51/52 adatto a passare da almeno una posizione di apertura ad una posizione di chiusura, in modo di regolare la portata di miscela aria 310 gas combustibile 301 in ingresso al condotto eiettore 21. The burner 10 comprises the air flow rate adjustment system 50 which comprises the electromechanical actuator 53 which comprises for example an encoder and an obturator 51/52 suitable for passing from at least an open position to a closed position, so as to adjust the flow rate of air mixture 310 fuel gas 301 entering the ejector duct 21.

La almeno una testa 30 del bruciatore 10 comprende un almeno un accenditore 36 per innescare il processo di combustione della miscela ed almeno un sensore di fiamma 37 (flame failure device , FFD) adatto a interrompere l’erogazione di gas combustibile 301 in caso non sia rilevatala presenza di fiamma. The at least one head 30 of the burner 10 comprises at least one igniter 36 to trigger the combustion process of the mixture and at least one flame sensor 37 (flame failure device, FFD) suitable for interrupting the supply of combustible gas 301 in the event that it is not detected the presence of flame.

Tenendo conto della termo-fluidodinamica alla base del funzionamento del bruciatore 10 ad induzione atmosferica, l’introduzione della geometria variabile e della sensoristica, che sono mezzi di misura, 133, 140, 150, 35 sopra esposta consente di regolare il rapporto tra volume d’aria aspirata 310 e volume di gas combustibile alimentato 301, nell’ipotesi che il gas combustibile 301 abbia una determinata composizione chimica, idealmente in grado di ben rappresentare i combustibili effettivamente distribuiti nel mercato in cui il piano cottura 100 è utilizzato. Taking into account the thermo-fluid dynamics underlying the operation of the atmospheric induction burner 10, the introduction of the variable geometry and of the sensors, which are measuring means, 133, 140, 150, 35 set out above allows to adjust the ratio between volume d intake air 310 and volume of fuel gas supplied 301, assuming that the combustible gas 301 has a certain chemical composition, ideally capable of well representing the fuels actually distributed in the market in which the hob 100 is used.

Tale regolazione ha lo scopo di imporre il rapporto d’equivalenza desiderato per ciascun bruciatore 10 al variare della potenza termica alimentata dall’utilizzatore, della temperatura del bruciatore 10, dell’aria 150 e del gas combustibile 140. This adjustment aims to impose the desired equivalence ratio for each burner 10 as the heat output supplied by the user, the temperature of the burner 10, the air 150 and the fuel gas 140 vary.

È inoltre possibile impostare una determinata posizione iniziale del sistema di regolazione d’aria 50, idonea per una pronta accensione del bruciatore 10, per poi modificare la geometria dell’eiettore 20 per ottenere invece le condizioni ottimali in termini di efficienza energetica, limitazione delle emissioni indesiderate, sicurezza e ampiezza dell’intervallo di regolazione della potenza erogata in base ai segnali ottenuti. It is also possible to set a certain initial position of the air regulation system 50, suitable for a prompt ignition of the burner 10, and then modify the geometry of the ejector 20 to obtain the optimal conditions in terms of energy efficiency, limitation of emissions. unwanted, safety and breadth of the range of regulation of the delivered power based on the signals obtained.

La situazione sin qui descritta comporta sostanzialmente la modifica di bruciatori 10 esistenti in commercio o la realizzazione di nuovi bruciatori per includere i sistemi di regolazione d’aria 50, i regolatori 51-52, i relativi attuatori 53 e i diversi mezzi di misura 133, 140, 150, 35 da connettere ai bruciatori 10 e alle valvole 132 del gas combustibile 301 di ciascuno di essi. The situation described up to now substantially involves the modification of burners 10 existing on the market or the construction of new burners to include the air regulation systems 50, the regulators 51-52, the relative actuators 53 and the various measuring means 133, 140 , 150, 35 to be connected to the burners 10 and to the fuel gas valves 132 of each of them.

Il piano cottura 100 comprende almeno una centralina elettronica 200, opportunamente collocata che si adatta a ricevere i segnali relativi alla presenza di fiamma, i segnali relativi ai parametri misurati di pertinenza di ciascun bruciatore 10 (apertura della valvola 132 del gas, temperatura dell’aria aspirata 310, temperatura del gas combustibile alimentato 301, temperatura del bruciatore 10, posizione del sistema di regolazione d’aria 50) e di impartire istruzioni all’attuatore 53 del regolatore d’aria 51-52 basate su algoritmi implementati nella centralina di controllo 200 stessa. The hob 100 comprises at least one electronic control unit 200, suitably positioned which is adapted to receive the signals relating to the presence of flame, the signals relating to the measured parameters pertaining to each burner 10 (opening of the gas valve 132, air temperature intake 310, temperature of the fuel gas supplied 301, temperature of the burner 10, position of the air regulation system 50) and to give instructions to the actuator 53 of the air regulator 51-52 based on algorithms implemented in the control unit 200 itself.

E’ possibile prevedere che la posizione ideale della centralina 200 sia al di sotto della superficie 101 del piano cottura 100. It is possible to foresee that the ideal position of the control unit 200 is below the surface 101 of the hob 100.

In particolare il segnale di mancanza di fiamma FFD risulta un segnale necessario alla centralina di controllo 200 per sapere se il singolo bruciatore 10 del piano cottura 100 è in quel momento spento, cosa che consente quindi alla centralina 200 di sapere se impostare o meno il sistema di regolazione d’aria 50 nelle condizioni ideali per l’accensione senza effettuare ulteriori regolazioni. In particular, the flame failure signal FFD is a signal necessary for the control unit 200 to know if the single burner 10 of the hob 100 is at that moment off, which therefore allows the control unit 200 to know whether or not to set the system. air regulation 50 in ideal conditions for ignition without making further adjustments.

La centralina 200 è connessa elettricamente al sensore per la rilevazione della temperatura del bruciatore 35, al sensore di fiamma 37, al sistema di regolazione di portata aria 50, al sensore di temperatura gas combustibile 140, al sensore di temperatura aria 150, al mezzo per regolare l’afflusso di gas combustibile 130, come mostrato negli schemi delle figure 1 e 3, in modo tale che i dati: la temperatura di gas combustibile Tgas, la temperatura di aria primaria aspirata Taria, la temperatura del bruciatore Tb e la potenza termica Pgas alimentata sono dati trasmessi alla centralina di controllo 200. The control unit 200 is electrically connected to the sensor for detecting the burner temperature 35, to the flame sensor 37, to the air flow regulation system 50, to the fuel gas temperature sensor 140, to the air temperature sensor 150, to the means for adjust the inflow of combustible gas 130, as shown in the diagrams of figures 1 and 3, in such a way that the data: the temperature of the combustible gas Tgas, the temperature of the primary intake air Taria, the temperature of the burner Tb and the thermal power Pgas powered are data transmitted to the control unit 200.

L’alimentazione del gas combustibile 301 può essere gestita direttamente dall’utilizzatore, esattamente come avviene oggi nei piani cottura più diffusi in commercio. Alternativamente è possibile, implementando delle valvole elettroniche, che la centralina 200 possa agire sulla valvola 132 del regolatore di portata 130. In tal modo la regolazione volta all’ottenimento di un bruciatore più energeticamente efficiente, che limiti emissioni indesiderate, garantisca sicurezza e precisione di cottura potrebbe trarre vantaggio non solo dei sistemi di regolazione di portata aria 50 ma anche da regolazioni attuate sulla portata di gas combustibile 301. Si noti che nella pratica è l’utilizzatore che sceglie la potenza termica alimentata in base ai requisiti del processo di cottura che desidera attuare. L’introduzione di regolazioni della centralina 200 sulla valvola 132 con finalità diverse da quelle relative alla sicurezza d’utilizzo del piano cottura 100 dovrebbero quindi essere limitate nella loro entità. The fuel gas supply 301 can be managed directly by the user, exactly as is the case today in the most popular hobs on the market. Alternatively it is possible, by implementing electronic valves, that the control unit 200 can act on the valve 132 of the flow regulator 130. In this way the regulation aimed at obtaining a more energetically efficient burner, which limits unwanted emissions, guarantees safety and precision of cooking could take advantage not only of the air flow regulation systems 50 but also from adjustments implemented on the combustible gas flow rate 301. It should be noted that in practice it is the user who chooses the thermal power supplied on the basis of the requirements of the cooking process that want to implement. The introduction of adjustments of the control unit 200 on the valve 132 for purposes other than those relating to the safety of use of the hob 100 should therefore be limited in their extent.

Dal punto di vista dell’utilizzatore può dunque non esservi alcuna differenza né nelle modalità d’utilizzo né nell’aspetto del piano cottura 100 rispetto a quanto presente sul mercato. Tutte le modifiche ed i componenti aggiuntivi possono infatti collocarsi al di sotto della superficie 101 del piano cottura 100 e nel caso di bruciatori 10 con aspirazione dall’alto al di sotto della testa 30 del bruciatore 10. From the user's point of view, there may therefore be no difference either in the methods of use or in the appearance of the hob 100 compared to what is on the market. All the modifications and additional components can in fact be placed below the surface 101 of the hob 100 and in the case of burners 10 with suction from above below the head 30 of the burner 10.

Alternativamente come è mostrato nelle figure 6-11, è possibile prevedere che il piano cottura 100 comprenda anche un mesobruciatore 60. Alternatively, as shown in Figures 6-11, it is possible to provide that the hob 100 also comprises a mesobburner 60.

Il mesobruciatore 60 co-opera con il bruciatore 10 del piano cottura 100 consentendo di ottenere un effetto sinergico per la presente invenzione. The mesobburner 60 co-operates with the burner 10 of the hob 100 allowing to obtain a synergistic effect for the present invention.

Tenere conto della composizione del combustibile xgas richiede che il piano cottura 100 comprenda un componente aggiuntivo che chiameremo mesobruciatore 60. Taking into account the composition of the xgas fuel requires that the hob 100 includes an additional component which we will call mesobburner 60.

Il mesobruciatore 60 è un bruciatore di dimensioni compatte ed inferiori a quelle degli altri bruciatori 10 e viene utilizzato nella presente invenzione per ottenere misure utili ai fini di una corretta regolazione dei bruciatori 10 principali predisposti alla cottura e montati con il piano cottura 100. The mesobburner 60 is a burner of compact dimensions and smaller than those of the other burners 10 and is used in the present invention to obtain useful measures for the purposes of a correct adjustment of the main burners 10 predisposed for cooking and mounted with the cooking hob 100.

Il mesobruciatore 60 viene collocato in un compartimento idoneo a garantire l’affidabilità delle misure, è dotato di un’apposita linea di alimentazione e di componenti ancillari connessi alla sua installazione nel piano cottura 100 e al suo funzionamento. The mesobburner 60 is placed in a compartment suitable to ensure the reliability of the measurements, is equipped with a special power supply line and ancillary components connected to its installation in the hob 100 and its operation.

Il mesobruciatore 60 consente di regolare la portata d’aria aspirata da ciascun bruciatore 10, ottimizzandone vantaggiosamente il funzionamento in termini di efficienza energetica, limitazione delle emissioni indesiderate, sicurezza e precisione di cottura, grazie alla rilevazione dei seguenti parametri: portata di gas combustibile fluente nel mesobruciatore 60, temperatura del gas combustibile alimentato al mesobruciatore 60, temperatura dell’aria aspirata dal mesobruciatore 60, temperatura del mesobruciatore 60, corrente di ionizzazione misurata sul mesobruciatore 60, portata di gas combustibile alimentata al singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura del gas combustibile alimentato al singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura dell’aria aspirata dal singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura del singolo bruciatore 10 preso in esame. The mesobburner 60 allows you to adjust the flow of air sucked in by each burner 10, advantageously optimizing its operation in terms of energy efficiency, limitation of unwanted emissions, safety and cooking precision, thanks to the detection of the following parameters: flow of combustible gas in the mesobburner 60, temperature of the combustible gas fed to the mesobburner 60, temperature of the air sucked in by the mesobburner 60, temperature of the mesobburner 60, ionization current measured on the mesobburner 60, flow rate of combustible gas fed to the single burner 10 under examination, temperature of the fuel gas fed to the single burner 10 under examination, temperature of the air sucked in by the single burner 10 under examination, temperature of the single burner 10 under examination.

I bruciatori 10 ad induzione atmosferica a geometria variabile descritti sopra comprendenti anche il mesobruciatore 60, possono tenere conto nella regolazione della combustione anche delle variazioni della composizione del gas combustibile 301. E’ necessario introdurre il mesobruciatore 60 che è un piccolo bruciatore ad induzione atmosferica non predisposto direttamente alla cottura. The variable geometry atmospheric induction burners 10 described above, including also the mesobburner 60, can also take into account in the regulation of the combustion the variations in the composition of the combustible gas 301. It is necessary to introduce the mesobburner 60 which is a small non atmospheric induction burner. prepared directly for cooking.

Il mesobruciatore 60 è sufficiente che sia almeno uno solo per tutto il piano cottura 100, al contrario dei bruciatori 10 che possono essere molteplici bruciatori 10 del piano cottura 100. Il mesobruciatore 60 deve essere inserito in un compartimento per essere al riparo da eventuale sporcamento e danneggiamento. La collocazione più comoda è al di sotto della superficie 101 del piano cottura 100. The mesobburner 60 is sufficient for at least one only for the entire hob 100, as opposed to the burners 10 which can be multiple burners 10 of the hob 100. The mesobburner 60 must be inserted in a compartment to be protected from any dirt and damage. The most convenient location is below the surface 101 of the hob 100.

Come mostrato in particolare in figura 9 il mesobruciatore 60 ha dimensioni limitate. Il mesobruciatore 60 comprende un accenditore 66, un condotto eiettore 62, una testa 63 ed un elettrodo 64, posto al di sopra della testa 63 del mesobruciatore 60, un sensore per la rilevazione della temperatura del mesobruciatore 65. L’elettrodo 64 misura una corrente elettrica definita come corrente di ionizzazione. Si è infatti riscontrato che le fiamme di idrocarburi generano, seppur in concentrazioni modestissime, ioni nel corso della combustione. Imponendo una differenza di potenziale tra due elettrodi 64, tra loro collegati e collocati a monte e a valle di un fronte di fiamma 106 del mesobruciatore 60, la presenza di tali ioni dà luogo al passaggio di una corrente che si misura per mezzo di un sensore di corrente di ionizzazione 68 che ad esempio è un circuito per la misura della corrente di ionizzazione che può essere utilizzato anche per la rilevazione del segnale FFD. Il sensore di corrente di ionizzazione 68 comprende un amperometro ed un alimentatore collegato ai due elettrodi 64 posti sopra e sotto il fronte di fiamma 106. Al di là della complessa chimica che sussiste a fondamento dei risultati empirici riscontrati, che è tutt’oggi oggetto di studi, all’atto pratico la misura della corrente di ionizzazione consente di valutare la presenza o meno di processi di combustione (segnale FFD) e di correlare la corrente circolante nel sistema al rapporto di equivalenza con cui il bruciatore 10 sta operando nel caso si faccia uso di gas naturale come combustibile, avente come componente largamente predominante il metano. La possibilità di correlare correnti di ionizzazione e rapporto d’equivalenza per altri combustibili è invece ancora da verificare. As shown in particular in Figure 9, the mesobburner 60 has limited dimensions. The mesobburner 60 comprises an igniter 66, an ejector duct 62, a head 63 and an electrode 64, placed above the head 63 of the mesobburner 60, a sensor for detecting the temperature of the mesobburner 65. The electrode 64 measures a current electrical defined as ionization current. It has in fact been found that hydrocarbon flames generate ions during combustion, albeit in very modest concentrations. By imposing a potential difference between two electrodes 64, connected to each other and located upstream and downstream of a flame front 106 of the mesobburner 60, the presence of these ions gives rise to the passage of a current which is measured by means of a ionization current 68 which for example is a circuit for measuring the ionization current which can also be used for detecting the FFD signal. The ionization current sensor 68 comprises an ammeter and a power supply connected to the two electrodes 64 located above and below the flame front 106. Beyond the complex chemistry underlying the empirical results found, which is still the subject of studies, in practice, the measurement of the ionization current makes it possible to evaluate the presence or absence of combustion processes (FFD signal) and to correlate the current circulating in the system to the equivalence ratio with which the burner 10 is operating in the event use of natural gas as a fuel, having methane as a largely predominant component. The possibility of correlating ionization currents and equivalence ratio for other fuels is still to be verified.

Come anticipato la misura delle correnti di ionizzazione presuppone l’utilizzo di un elettrodo 64 posizionato al di sopra della testa 63 del mesobruciatore 60 (a valle del fronte di fiamma 106) ed un altro elettrodo 64 al di sotto della testa 63 del mesobruciatore 60 (a monte del fronte di fiamma 106). As anticipated, the measurement of the ionization currents presupposes the use of an electrode 64 positioned above the head 63 of the mesobburner 60 (downstream of the flame front 106) and another electrode 64 below the head 63 of the mesobburner 60 ( upstream of the flame front 106).

Alternativamente la funzione di elettrodo 64 a monte del processo di combustione può essere svolta dal mesobruciatore 60 stesso, che deve essere appunto realizzato con materiale conduttivo. Alternatively, the function of electrode 64 upstream of the combustion process can be performed by the mesobburner 60 itself, which must be made of conductive material.

I due elettrodi 64 sono tra loro collegati, integrando il sistema di misura della corrente circolante. Nel seguito non si farà più menzione al mesobruciatore 60 come elettrodo 64, ma con tale termine si indicherà esclusivamente quello a valle del fronte di fiamma 106, immerso nei fumi della miscela bruciata dal mesobruciatore 60. The two electrodes 64 are connected to each other, integrating the circulating current measurement system. In the following, the mesobburner 60 will no longer be mentioned as electrode 64, but this term will only indicate the one downstream of the flame front 106, immersed in the fumes of the mixture burned by the mesobburner 60.

L’elettrodo 64 è realizzato con leghe metalliche resistenti alle alte temperature e può avere diverse geometrie. Ad esempio sono state studiate geometrie planari, utilizzando una maglia metallica parallela al piano del mesobruciatore 60 con estensione sufficiente a coprire tutta la superficie della testa 63 del mesobruciatore 60 su cui è stabilizzata la fiamma 106, ed alternativamente una più semplice geometria cilindrica, posizionando dunque l’elettrodo 64 con il suo asse parallelo alla testa 63 del mesobruciatore 60. La distanza tra elettrodo 64 e mesobruciatore 60 così come la differenza di potenziale imposta sono parametri importanti poiché influenzano il segnale relativo alla corrente di ionizzazione ottenuto. Senza riportare ulteriori considerazioni si può sinteticamente dire che il controllo della combustione basato sulle correnti di ionizzazione è una soluzione ideale dal punto di vista tecnico e commerciale per prodotti destinati al largo consumo, in grado di fornire un segnale per la regolazione basato sulla generazione di specie elettricamente cariche nel fronte di fiamma 106, primariamente funzione dello specifico bruciatore analizzato, del rapporto d’equivalenza, della portata di combustibile o miscela alimentata, della geometria e posizione dell’elettrodo 64 adottato e del campo elettrico imposto. The electrode 64 is made of metal alloys resistant to high temperatures and can have different geometries. For example, planar geometries have been studied, using a metal mesh parallel to the plane of the mesobburner 60 with sufficient extension to cover the entire surface of the head 63 of the mesobburner 60 on which the flame 106 is stabilized, and alternatively a simpler cylindrical geometry, thus positioning the electrode 64 with its axis parallel to the head 63 of the mesobburner 60. The distance between electrode 64 and mesobburner 60 as well as the potential difference imposed are important parameters since they influence the signal relating to the ionization current obtained. Without reporting further considerations, it can be briefly said that the combustion control based on ionization currents is an ideal solution from a technical and commercial point of view for products intended for large consumption, capable of providing a signal for regulation based on the generation of species. electrically charged in the flame front 106, primarily a function of the specific burner analyzed, the equivalence ratio, the flow rate of fuel or mixture fed, the geometry and position of the electrode 64 adopted and the imposed electric field.

È così possibile conoscere il rapporto d’equivalenza con cui opera il mesobruciatore 60 ed impostare di conseguenza delle strategie di regolazione da adottare sui bruciatori 10 predisposti specificatamente alla cottura, comparando le condizioni di funzionamento del mesobruciatore 60 con quelle del singolo bruciatore 10 che si desidera regolare, indipendentemente l’uno 10 dagli altri 10 della molteplicità di bruciatori 10 del piano di cottura 100. It is thus possible to know the equivalence ratio with which the mesobburner 60 operates and consequently set the adjustment strategies to be adopted on the burners 10 specifically designed for cooking, comparing the operating conditions of the mesobburner 60 with those of the single burner 10 that is desired. regular, independently of one 10 from the other 10 of the multiplicity of burners 10 of the cooking hob 100.

Nel dettaglio il mesobruciatore 60 è un compatto bruciatore ad induzione atmosferica come quello riportato nelle figure 8 e 9 che comprende oltre all’accenditore 66, che è un sistema di ignizione, anche di un flussimetro o trasduttore di pressione 71 per la determinazione o validazione della portata di gas combustibile fluente 302, un sensore di temperatura gas combustibile 141 (ad esempio di una termocoppia) inserito in un condotto di alimentazione 46 del gas o nel corpo di un iniettore, un sensore di temperatura dell’aria 151 (ad esempio di una termocoppia) collocato in prossimità dell’imbocco di un condotto eiettore 62 del mesobruciatore 60, un sensore di temperatura del mesobruciatore 65 (ad esempio di una termocoppia) integrato nella testa 63 del mesobruciatore 60, uno o più elettrodi 64 e circuito di misura della corrente di ionizzazione 68. In detail, the mesobburner 60 is a compact atmospheric induction burner like the one shown in figures 8 and 9 which includes, in addition to the igniter 66, which is an ignition system, also a flow meter or pressure transducer 71 for determining or validating the flow rate of combustible gas 302, a combustible gas temperature sensor 141 (for example of a thermocouple) inserted in a gas supply duct 46 or in the body of an injector, an air temperature sensor 151 (for example of a thermocouple) located near the mouth of an ejector duct 62 of the mesobburner 60, a temperature sensor of the mesobburner 65 (for example of a thermocouple) integrated in the head 63 of the mesobburner 60, one or more electrodes 64 and current measurement circuit of ionization 68.

E’ previsto che il mesobruciatore 60 possa essere preferenzialmente coperto da pareti solide 81 predisposte all’evitare afflussi d’aria secondaria prima che i fumi generati dal fronte di fiamma 106 giungano a contatto con l’elettrodo 64. It is envisaged that the mesobburner 60 can be preferentially covered by solid walls 81 designed to avoid secondary air flows before the fumes generated by the flame front 106 come into contact with the electrode 64.

Il piano cottura 100 comprende anche la centralina di controllo 200 connessa elettricamente con la sensoristica e gli attuatori 26, 135, 66, 68, 71, 65, 151, 141, 160, 37, 130, 35, 150, 140, 50 sia dei bruciatori 10 sia del mesobruciatore 60 come mostrato in particolare nelle figure 6 e 10. The hob 100 also includes the control unit 200 electrically connected to the sensors and the actuators 26, 135, 66, 68, 71, 65, 151, 141, 160, 37, 130, 35, 150, 140, 50 both of the burners 10 and the mesobburner 60 as shown in particular in Figures 6 and 10.

La centralina di controllo 200 controlla l’apertura di una valvola del gas 135 in presenza dell’accensione di almeno uno dei bruciatori 10 del piano cottura 100 e le competono quindi le procedure di accensione del mesobruciatore 60, di sicurezza e di raffreddamento. The control unit 200 controls the opening of a gas valve 135 in the presence of the ignition of at least one of the burners 10 of the hob 100 and is therefore responsible for the ignition procedures of the mesobburner 60, safety and cooling.

Come mostrato in particolare in figura 8 preferibilmente il mesobruciatore 60 viene installato in un apposito compartimento 80 per proteggere il mesobruciatore da eventuale danneggiamento o sporcamento. Tale compartimento 80 è dotato di una ventola 26 (anch’essa controllata dalla centralina 200) per l’aspirazione di una portata d’aria 311 maggiore di quella che in qualsiasi condizione possa essere richiesta dal mesobruciatore 60. Il moto di suddetto flusso d’aria 311 all’interno del compartimento non dovrà influire sul funzionamento dell’eiettore 62 del mesobruciatore 60, in modo tale che quest’ultimo possa comportarsi esattamente come se si trovasse in aria ferma. Nel contempo la forma del compartimento 80 deve evitare che i gas combusti 330 possano essere aspirati insieme all’aria primaria 312 poiché ciò influirebbe sulle misure legate alla corrente di ionizzazione. Sempre facendo riferimento alle misure connesse alla corrente di ionizzazione potrebbe essere necessario introdurre delle pareti solide 81, realizzate in materiale ceramico che impediscano il miscelamento di gas combusti 330 con aria secondaria fino a che questi non siano giunti in contatto con l’elettrodo 64. As shown in particular in Figure 8, the mesobburner 60 is preferably installed in a suitable compartment 80 to protect the mesobburner from possible damage or fouling. This compartment 80 is equipped with a fan 26 (also controlled by the control unit 200) for the aspiration of an air flow 311 greater than that which in any condition may be required by the mesoburner 60. The motion of the aforesaid flow of air air 311 inside the compartment must not affect the operation of the ejector 62 of the mesobburner 60, so that the latter can behave exactly as if it were in still air. At the same time, the shape of the compartment 80 must prevent the burnt gases 330 from being sucked in together with the primary air 312 as this would affect the measurements related to the ionization current. Still referring to the measurements related to the ionization current, it may be necessary to introduce solid walls 81, made of ceramic material that prevent the mixing of burnt gases 330 with secondary air until they have come into contact with the electrode 64.

Come mostrato nella figura 8, è prevista preferenzialmente una griglia o una gabbia 84 comprendente una molteplicità di aperture passanti 83 adatte al passaggio dell’aria rendendola aria quanto più possibile in quiete. La gabbia 84 racchiude al suo interno il mesobruciatore 60. La molteplicità di aperture passanti 83 della gabbia 84 consente di ottenere un flusso omogeneo e stazionario dell’aria in prossimità del condotto eiettore 62 che aspirerà poi l’aria di combustione 312 del mesobruciatore 60. As shown in Figure 8, a grid or a cage 84 is preferably provided comprising a multiplicity of through openings 83 suitable for the passage of air, making it air as quiet as possible. The cage 84 contains within it the mesobburner 60. The multiplicity of through openings 83 of the cage 84 allows to obtain a homogeneous and stationary flow of air in the vicinity of the ejector duct 62 which will then suck in the combustion air 312 of the mesobburner 60.

All’uscita del compartimento 80, siccome i fumi 340 del mesobruciatore hanno un contenuto entalpico che non può essere rilasciato in ambiente senza produrre un effetto utile per la cottura e, in aggiunta a ciò, potrebbero contenere frazioni di incombusti, è necessario che i suddetti fumi siano inviati ad uno dei bruciatori 10 in quel momento acceso. At the exit of the compartment 80, since the fumes 340 from the mesobburner have an enthalpy content that cannot be released into the environment without producing a useful effect for cooking and, in addition to this, they could contain fractions of unburnt products, it is necessary that the aforementioned fumes are sent to one of the burners 10 which is lit at that moment.

Per realizzare tale direzionamento dei gas 340 che comprendono i gas combusti 330 e la quota restante dell’aria 311 entrante nel compartimento 80 del mesobruciatore 60, è necessario predisporre un nodo motorizzato 160 connesso al compartimento 80 e a diversi condotti 163 che portano ai punti di rilascio 165 dei fumi 340 in prossimità di ciascun bruciatore 10, come mostrato in particolare nelle figure 6, 7 e 11. To achieve this direction of the gases 340 which include the burnt gases 330 and the remaining portion of the air 311 entering the compartment 80 of the mesoburner 60, it is necessary to provide a motorized node 160 connected to the compartment 80 and to various ducts 163 which lead to the release points 165 of the fumes 340 in proximity to each burner 10, as shown in particular in figures 6, 7 and 11.

Per evitare perdite dal punto di vista energetico ed evitare l’instaurarsi di regioni eccessivamente calde è opportuno che il compartimento 80 del mesobruciatore 60 sia isolato termicamente, almeno nella sua sommità, così come è opportuno che siano coibentati il condotto in uscita 85 dal compartimento 80, il nodo di distribuzione 160 ed i condotti 163 che si diramano verso i diversi bruciatori 10. To avoid losses from the energy point of view and avoid the establishment of excessively hot regions, it is advisable for the compartment 80 of the mesobburner 60 to be thermally insulated, at least in its top, just as it is advisable for the outlet duct 85 from compartment 80 to be insulated. , the distribution node 160 and the ducts 163 which branch out towards the different burners 10.

La regolazione del processo di combustione tiene conto del fatto che la miscela di gas combusti 330 e aria proveniente dal mesobruciatore 60 è inviata solo ad uno o alcuni dei bruciatori 10 in quel momento accesi. Ne consegue che è necessario conoscere la posizione in cui è collocato un attuatore 162 che controlla il nodo motorizzato 160. In tal modo la scelta del rapporto d’equivalenza che si desidera conseguire in ciascun bruciatore 10 non sarà solo basata sulla potenza termica alimentata dall’utente e sulla temperatura del bruciatore 10 ma anche sul tener conto di questo flusso aggiuntivo. Ciò può risultare importante in particolare in presenza di bruciatori 10 con aspirazione dell’aria primaria 310 al di sopra della superficie 101 del piano cottura 100. The regulation of the combustion process takes into account the fact that the mixture of burned gas 330 and air coming from the mesobburner 60 is sent only to one or some of the burners 10 which are currently on. It follows that it is necessary to know the position in which an actuator 162 which controls the motorized node 160 is located. In this way the choice of the equivalence ratio to be achieved in each burner 10 will not only be based on the thermal power supplied by the user and on the temperature of the burner 10 but also on taking this additional flow into account. This may be important in particular in the presence of burners 10 with primary air intake 310 above the surface 101 of the hob 100.

Agli occhi dell’utilizzatore l’unica differenza rispetto ad un piano cottura 100 tradizionale risulterebbe quindi nelle sezioni d’alimentazione della miscela di gas 340 proveniente dal mesobruciatore 60 ai diversi bruciatori 10. In the eyes of the user, the only difference compared to a traditional hob 100 would therefore result in the feeding sections of the gas mixture 340 coming from the mesobburner 60 to the different burners 10.

In particolare in figura 6 e 11 è possibile notare come la miscela 340 proveniente dal compartimento del mesobruciatore 80 sia inviata tramite il condotto 85, il nodo motorizzato 160, il condotto 163 ad un collettore 164 posizionato in prossimità del bruciatore 10 tale da rilasciare suddetta miscela 340 nelle vicinanze del fronte di fiamma 107 del bruciatore 10, tramite porte 165, miscelandosi nel contempo con l’aria secondaria 320. In particular in figures 6 and 11 it is possible to note how the mixture 340 coming from the mesoburner 80 compartment is sent through the duct 85, the motorized node 160, the duct 163 to a manifold 164 positioned in proximity to the burner 10 such as to release said mixture 340 in the vicinity of the flame front 107 of the burner 10, through doors 165, mixing at the same time with the secondary air 320.

Uno schema rappresentativo dei diversi componenti fin qui citati e delle variabili che è necessario conoscere per impostare le strategie di regolazione della combustione, identificate per ciascuno di essi, è riportato in figura 7. A representative diagram of the different components mentioned so far and of the variables that it is necessary to know to set up the combustion regulation strategies, identified for each of them, is shown in figure 7.

Al termine della cottura, una volta che tutti i bruciatori 10 sono stati spenti e di conseguenza la centralina 200 ha spento anche il mesobruciatore 60, è possibile sfruttare la presenza della ventola 26 per raffreddare in sequenza i bruciatori 10 utilizzati. A tal scopo il numero di giri al minuto della ventola 26 può essere aumentato in modo da ridurre il tempo necessario per il raffreddamento dei singoli bruciatori 10. At the end of cooking, once all the burners 10 have been extinguished and consequently the control unit 200 has also turned off the mesobburner 60, it is possible to exploit the presence of the fan 26 to cool the burners 10 used in sequence. For this purpose, the number of revolutions per minute of the fan 26 can be increased so as to reduce the time required for cooling the individual burners 10.

Quanto sin qui detto ci consente di riassumere il compito che dovrà svolgere la centralina 200. What has been said so far allows us to summarize the task that the control unit 200 will have to perform.

Innanzitutto la centralina 200 rileva l’accensione dei bruciatori 10. Nel momento in cui il segnale FFD di almeno un bruciatore 10 dovesse segnalare la presenza di fiamma (dovuta all’attivazione da parte dell’utilizzatore del piano cottura 100), la centralina 200 avvia l’accensione del mesobruciatore 60. Si noti che l’intenzione da parte dell’utilizzatore di accendere il piano cottura 100 è nota grazie al trasduttore 133 di posizione della valvola 132 del gas combustibile che, una volta riscontrato un segnale al di fuori della regione corrispondente a portata nulla, può allertare la centralina 200. Alternativamente può essere nota grazie al segnale direttamente inviato alla centralina nel caso questa fosse predisposta al controllo di una valvola 132 di tipo elettronico. First of all, the control unit 200 detects the ignition of the burners 10. When the FFD signal of at least one burner 10 signals the presence of a flame (due to the activation by the user of the hob 100), the control unit 200 starts the ignition of the mesobburner 60. It should be noted that the user's intention to ignite the hob 100 is known thanks to the position transducer 133 of the fuel gas valve 132 which, once a signal has been detected outside the region corresponding to zero flow, it can alert the control unit 200. Alternatively, it can be known thanks to the signal sent directly to the control unit if this is set up to control an electronic valve 132.

Un processo di accensione potrebbe vedere dapprima il collocamento del nodo motorizzato nella posizione idonea ad inviare la miscela 340 del mesobruciatore 60 al bruciatore 10 acceso. Successivamente la centralina 200 può avviare la ventola 26 per effettuare il lavaggio del compartimento 80 e dopo un breve lasso di tempo aprire la valvola 132 del gas combustibile con contemporanea attivazione del circuito d’ignizione 66 del mesobruciatore 60 e del circuito predisposto alla rilevazione della corrente di ionizzazione 68. An ignition process could first see the placement of the motorized node in the suitable position to send the mixture 340 of the mesobburner 60 to the ignited burner 10. Subsequently, the control unit 200 can start the fan 26 to wash the compartment 80 and after a short period of time open the fuel gas valve 132 with simultaneous activation of the ignition circuit 66 of the mesobburner 60 and the circuit set up to detect the current. of ionization 68.

Una volta che il circuito predisposto alla misura della corrente di ionizzazione 68 ha rilevato la presenza di fiamma (segnale FFD), la centralina 200 può interrompere l’alimentazione al circuito d’ignizione del mesobruciatore 60. In caso la fiamma non fosse rilevata entro un certo lasso di tempo è possibile interrompere tutte le attività e riavviare la procedura d’accensione. Dopo un certo numero di tentativi falliti la centralina 200 può interrompere la procedura e inviare un segnale di blocco del sistema. Sempre per ragioni di sicurezza è opportuno rilevare che al segnale d’avvio la ventola 26 stia effettivamente operando o che non vi siano ostruzioni alla fuoriuscita della miscela 340. Once the circuit set up for measuring the ionization current 68 has detected the presence of a flame (FFD signal), the control unit 200 can interrupt the power supply to the ignition circuit of the mesobburner 60. If the flame is not detected within a it is possible to interrupt all activities and restart the ignition procedure for a certain period of time. After a certain number of unsuccessful attempts, the control unit 200 can interrupt the procedure and send a system block signal. Again for safety reasons, it should be noted that at the start signal the fan 26 is actually operating or that there are no obstructions to the escape of the mixture 340.

Nel caso venisse attivato un altro bruciatore 10 il nodo motorizzato 160 può o suddividere la portata tra più bruciatori 10 o continuare ad inviare tutto il flusso 340 ad uno solo. If another burner 10 is activated, the motorized node 160 can either divide the flow rate among several burners 10 or continue to send the entire flow 340 to only one.

Terminata la cottura e spenti tutti i bruciatori 10, la centralina 200 dovrà interrompere la portata di combustibile alimentata 302 al mesobruciatore 60 chiudendo la valvola del gas 135. La ventola 26 può a questo punto continuare a funzionare per effettuare un lavaggio del compartimento 80 del mesobruciatore 60 e raffreddare in sequenza i bruciatori 10 che sono stati utilizzati. A tal fine il segnale legato alla temperatura dei diversi bruciatori 10 può essere usato per identificare quando sia opportuno cambiare posizione del nodo motorizzato 160, e di conseguenza il bruciatore 10 da raffreddare. Si noti che ogni volta che l’utilizzatore spegne un bruciatore 10 la centralina 200 può agire sul regolatore d’aria di quello specifico bruciatore 10 per portarlo nella posizione ottimale per le condizioni di ignizione. Once cooking is complete and all burners 10 have been turned off, the control unit 200 must interrupt the flow of fuel supplied to the mesobburner 60 by closing the gas valve 135. The fan 26 can now continue to operate to wash the compartment 80 of the mesoburner 60 and to cool in sequence the burners 10 that have been used. To this end, the signal linked to the temperature of the different burners 10 can be used to identify when it is appropriate to change the position of the motorized node 160, and consequently the burner 10 to be cooled. Note that every time the user turns off a burner 10, the control unit 200 can act on the air regulator of that specific burner 10 to bring it to the optimal position for the ignition conditions.

Nel momento in cui il mesobruciatore 60 è attivo è possibile utilizzarlo come precedentemente detto per ottenere misure relative all’effettivo rapporto d’equivalenza con cui sta operando e regolare di conseguenza i bruciatori 10 in quel momento accesi. When the mesobburner 60 is active, it is possible to use it as previously mentioned to obtain measurements relating to the actual equivalence ratio with which it is operating and adjust the burners 10 that are lit at that time accordingly.

La centralina 200 misura la portata di gas combustibile alimentata 302 al mesobruciatore 60 o verifica che la pressione di alimentazione di rete sia idonea per l’ottenimento di una corretta misura del rapporto d’equivalenza. Fatto ciò la centralina 200 può dunque ricevere il segnale dal mesobruciatore 60 relativo alla corrente di ionizzazione misurata, alla temperatura del gas combustibile alimentato 302, alla temperatura dell’aria aspirata 312, alla temperatura del mesobruciatore 60. Ricevute in ingresso queste variabili le può utilizzare, facendo uso di opportuni algoritmi in essa implementati, per regolare la combustione per ciascuno degli altri bruciatori una volta che conosce per ognuno di essi il grado di apertura del rubinetto 132 del gas impostato dall’utilizzatore, la temperatura del gas combustibile iniettato 301, la temperatura dell’aria aspirata 310, la temperatura 35 del bruciatore 10, la posizione del sistema di regolazione d’aria 50 e se allo specifico bruciatore 10 analizzato è inviata la portata di gas combusti 330 e aria, 340 proveniente dal mesobruciatore 60. The control unit 200 measures the flow of fuel gas fed 302 to the mesobburner 60 or verifies that the mains supply pressure is suitable for obtaining a correct measurement of the equivalence ratio. Once this is done, the control unit 200 can therefore receive the signal from the mesobburner 60 relating to the ionization current measured, the temperature of the fuel gas supplied 302, the temperature of the intake air 312, the temperature of the mesobburner 60. Received these variables at the input, it can use them , making use of suitable algorithms implemented therein, to regulate the combustion for each of the other burners once it knows for each of them the degree of opening of the gas cock 132 set by the user, the temperature of the fuel injected gas 301, the the temperature of the intake air 310, the temperature 35 of the burner 10, the position of the air regulation system 50 and if the flow rate of burned gas 330 and air 340 coming from the mesobburner 60 is sent to the specific burner 10 being analyzed.

In particolare la centralina 200 è così nelle condizioni di calcolare quale debba essere la posizione del sistema di regolazione d’aria 50, verificare se questa coincide con quella in corso e in caso contrario inviare all’attuatore 53 le istruzioni relative a quanto spostare il regolatore d’aria 51, 52. In particular, the control unit 200 is thus able to calculate what the position of the air regulation system 50 should be, check if this coincides with the one in progress and if not, send the actuator 53 the instructions relating to how much to move the regulator. air 51, 52.

Alternativamente quando il piano di cottura 100 non comprende alcun mesobruciatore 60 e si voglia realizzare un bruciatore 10 ad induzione atmosferica a geometria variabile sprovvisto di mesobruciatore 60, le fasi del procedimento, che sarà in seguito descritto, dalla prima fase all’ottava fase possono essere omesse. Alternatively, when the hob 100 does not include any mesobburner 60 and it is desired to make a variable geometry atmospheric induction burner 10 without mesobburner 60, the steps of the process, which will be described below, from the first phase to the eighth phase can be omitted.

Alternativamente è possibile prevedere che se si volessero tenere in considerazione solo quattro osservabili Tgas, Taria, Tb, Pgas sopra enunciati non sarebbe necessario il mesobruciatore 60. Senza installare il mesobruciatore 60 è possibile regolare la portata d’aria aspirata da ciascun bruciatore 10, ottimizzandone il funzionamento in termini di efficienza energetica, limitazione delle emissioni indesiderate, sicurezza e precisione di cottura, ipotizzando una determinata composizione di riferimento del combustibile e grazie alla rilevazione dei seguenti parametri: portata di gas combustibile alimentato al singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura del gas combustibile alimentato Tgas al singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura dell’aria aspirata Taria dal singolo bruciatore 10 preso in esame, temperatura Tb del singolo bruciatore 10 preso in esame. Alternatively, it is possible to foresee that if only four observable Tgas, Taria, Tb, Pgas listed above were to be taken into consideration, the mesobburner 60 would not be necessary. operation in terms of energy efficiency, limitation of unwanted emissions, safety and cooking precision, assuming a certain reference composition of the fuel and thanks to the detection of the following parameters: flow rate of combustible gas fed to the single burner 10 under consideration, temperature of the fuel gas fed Tgas to the single burner 10 under examination, temperature of the air sucked in by the single burner 10 under examination, temperature Tb of the single burner 10 under examination.

Alternativamente il trovato sin qui descritto può essere realizzato in diversi modi, facendo uso di molteplici approcci ingegneristici e sperimentali. Nel seguito sarà riportato uno di questi approcci. Alternatively, the invention described up to now can be implemented in different ways, making use of multiple engineering and experimental approaches. One of these approaches will be reported below.

Per quanto concerne il procedimento di realizzazione delle macro-componenti mesobruciatore 60 ed uno o più bruciatori 10 il procedimento di realizzazione del piano cottura 100 comprende dodici fasi. As far as the manufacturing process of the mesobburner macro-components 60 and one or more burners 10 is concerned, the manufacturing process of the hob 100 comprises twelve steps.

La sequenza cronologica delle fasi del procedimento non è da ritenersi vincolante così come non lo è la metodologia realizzativa descritta che mira unicamente a comprovare la fattibilità dell’oggetto. The chronological sequence of the phases of the procedure is not to be considered binding as is the construction method described which aims solely to prove the feasibility of the object.

Le fasi di procedimento per la realizzazione delle macro-componenti mesobruciatore 60, bruciatori si fa riferimento ad equazioni matematiche. The steps of the procedure for the realization of the macro-components mesobburner 60, burners, reference is made to mathematical equations.

Per maggiore chiarezza vengono elencati di seguito i simboli utilizzati nelle equazioni matematiche che seguono: For the sake of clarity, the symbols used in the following mathematical equations are listed below:

rapporto d’equivalenza equivalence ratio

portata volumetrica di gas combustibile portata volumetrica di aria portata volumetrica della miscela ariacombustibile volumetric flow rate of fuel gas volumetric flow rate of air volumetric flow rate of the fuel air mixture

densità del gas combustibile fuel gas density

densità dell’aria air density

rapporto tra la densità del gas combustibile alimentato e quella dell’aria aspirata massa molare del gas combustibile massa molare dell’aria ratio between the density of the fuel gas fed and that of the aspirated air molar mass of the combustible gas molar mass of the air

rapporto volumetrico tra aria aspirata dall’eiettore e gas combustibile alimentato volumetric ratio between the air sucked in by the ejector and the fuel gas supplied

rapporto massico in condizioni mass ratio in conditions

stechiometriche aria-gas combustibile stoichiometric air-fuel gas

area di passaggio dell’ugello del gas combustibile passage area of the fuel gas nozzle

area di passaggio delle porte del bruciatore passage area of the burner doors

area di gola dell’eiettore diametro di gola dell’eiettore diametro dell’ugello del gas combustibile pressione atmosferica throat area of the ejector throat diameter of the ejector diameter of the fuel gas nozzle atmospheric pressure

differenza di pressione tra monte e valle dell’ugello del gas combustibile pressure difference between upstream and downstream of the fuel gas nozzle

coefficiente d’efflusso della portata di gas combustibile efflux coefficient of the fuel gas flow

coefficiente di riduzione di portata dell’eiettore ejector flow rate reduction coefficient

coefficiente d’efflusso delle porte del bruciatore outflow coefficient of the burner doors

coefficiente di perdita di carico dell’eiettore ejector pressure drop coefficient

frazione di aria primaria primary air fraction

potere calorifico superiore del combustibile espresso in termini massici higher calorific value of the fuel expressed in mass terms

potenza termica thermal power

portata molare di una specie j-esima frazione molare o volumetrica di una data molar flow of a species j-th molar or volumetric fraction of a given

specie j-esima nella miscela j-th species in the mixture

composizione chimica del combustibile costante universale dei gas temperatura del gas combustibile chemical composition of the fuel universal constant of gases temperature of the fuel gas

alimentato powered

temperatura dell’aria aspirata dall’eiettore temperature of the air sucked in by the ejector

temperatura della miscela aria-gas combustibile temperature of the fuel-air mixture

temperatura del bruciatore corrente di ionizzazione burner temperature ionization current

calore specifico molare a pressione molar specific heat under pressure

costante del gas combustibile fuel gas constant

calore specifico molare a pressione molar specific heat under pressure

costante dell’aria air constant

calore specifico massico del corpo da riscaldare mass specific heat of the body to be heated

massa equivalente del corpo da riscaldare differenza tra temperatura iniziale e finale del corpo riscaldato per le prove di efficienza tempo equivalent mass of the body to be heated difference between the initial and final temperature of the heated body for the time efficiency tests

posizione assunta dal regolatore d’aria dell’eiettore position taken by the ejector air regulator

variabile binaria legata all’alimentazione dei gas provenienti dal mesobruciatore potenza termica erogata dal bruciatore. binary variable linked to the supply of gases from the mesobburner thermal power delivered by the burner.

Viene riportata in particolare la sequenza di fasi di un procedimento per la realizzazione del piano di cottura 100 comprendente il mesobruciatore 60. In particular, the sequence of phases of a process for manufacturing the cooking hob 100 comprising the mesobburner 60 is reported.

Dalla prima fase alla settima fase del procedimento sono fasi per la realizzazione del mesobruciatore 60. From the first phase to the seventh phase of the procedure are phases for the realization of the mesobburner 60.

Una prima fase prevede una scelta della potenza nominale del mesobruciatore 60. A first phase involves a choice of the nominal power of the mesobburner 60.

La potenza nominale del mesobruciatore 60, è calcolata a partire dall’equazione 1 qui di seguito riportata ed è data quindi dal prodotto della portata di gas combustibile nominale del gas combustibile 302 preso come riferimento (ad esempio G20) per il corrispondente potere calorifico (convenzionalmente si assume il potere calorifico superiore, PCS). Questa deve essere scelta con cura dal progettista. Infatti tale potenza deve essere il risultato del compromesso dato dal cercare di minimizzare la potenza termica alimentata al mesobruciatore 60, in modo da renderla il più possibile trascurabile rispetto a quella alimentata ai bruciatori 10 predisposti alla cottura, senza però comportare un’eccessiva miniaturizzazione del mesobruciatore 60 stesso, cosa che comprometterebbe l’economicità del dispositivo e la sua riproducibilità su scala industriale. The nominal power of the mesobburner 60 is calculated starting from equation 1 below and is therefore given by the product of the nominal fuel gas flow rate of the combustible gas 302 taken as a reference (for example G20) for the corresponding calorific value (conventionally assumes the gross calorific value, PCS). This must be carefully chosen by the designer. In fact, this power must be the result of the compromise given by trying to minimize the thermal power supplied to the mesobburner 60, so as to make it as negligible as possible with respect to that supplied to the burners 10 predisposed to cooking, without however leading to an excessive miniaturization of the mesobburner. 60 itself, which would compromise the cost-effectiveness of the device and its reproducibility on an industrial scale.

L’equazione 2 riportata sotto può essere un riferimento utile da questo punto di vista poiché consente di valutare il diametro che avrà l’ugello dell’iniettore (calcolandolo a partire dall’area Ai) al variare della portata di gas combustibile 302 fissando alcuni parametri che possono essere imposti o stimati a partire da valori riportati in letteratura (come nel caso del coefficiente d’efflusso, Equation 2 below can be a useful reference from this point of view as it allows you to evaluate the diameter that the injector nozzle will have (by calculating it starting from area Ai) as the fuel gas flow rate 302 varies by setting some parameters which can be imposed or estimated starting from values reported in the literature (as in the case of the efflux coefficient,

Successivamente facendo uso dell’equazione 4 riportata sopra, considerando un opportuno valore del coefficiente di riduzione di portata ω a partire da quanto riportato in letteratura, si può ottenere una prima stima del diametro di gola dell’eiettore 62 per avere un determinato valore di R (equazione 3) che indica il rapporto tra aria aspirata 312 e gas iniettato 302 in termini volumetrici (ad esempio scegliendo in prima battuta una miscela abbastanza ricca, che comporta fiamme più stabili e ridotti diametri di gola) e così un certo Φ (equazione 5) e una certa portata volumetrica totale in condizioni isoterme (equazione 6). Questi ultimi due parametri sono utili a loro volta per un primo dimensionamento geometrico della testa 63 del mesobruciatore 60. Si noti come conoscendo il diametro di gola è possibile stimare quale debba essere la lunghezza del condotto di miscelamento dell’eiettore 62 a partire dalle raccomandazioni riscontrabili nella letteratura tecnica. Così facendo si ha nel complesso una valutazione preliminare delle dimensioni del mesobruciatore 60 a partire dalla potenza nominale scelta, potendone valutare l’idoneità o meno. Subsequently, making use of equation 4 above, considering an appropriate value of the flow rate reduction coefficient ω starting from what is reported in the literature, it is possible to obtain a first estimate of the throat diameter of the ejector 62 in order to have a determined value of R (equation 3) which indicates the ratio between the sucked air 312 and the injected gas 302 in volumetric terms (for example by first choosing a fairly rich mixture, which involves more stable flames and reduced throat diameters) and thus a certain Φ (equation 5 ) and a certain total volume flow under isothermal conditions (equation 6). These last two parameters are useful in turn for a first geometric sizing of the head 63 of the mesobburner 60. It should be noted that knowing the throat diameter it is possible to estimate what the length of the mixing duct of the ejector 62 should be starting from the recommendations that can be found. in technical literature. By doing so, overall a preliminary assessment of the size of the mesobburner 60 is obtained, starting from the nominal power chosen, being able to assess its suitability or not.

Una seconda fase prevede il dimensionamento della testa 63 del mesobruciatore 60. A second phase involves the sizing of the head 63 of the mesobburner 60.

La testa 63 del mesobruciatore 60 può essere realizzata con diverse configurazioni che spaziano da setti porosi a piastre forate con porte di geometria e dimensione diverse. L’aspetto fondamentale da considerare è l’economicità della scelta fatta e la sua riproducibilità su scala industriale. The head 63 of the mesobburner 60 can be made with different configurations ranging from porous septa to perforated plates with doors of different geometry and size. The key aspect to consider is the cost-effectiveness of the choice made and its reproducibility on an industrial scale.

Per la scelta della sezione totale di passaggio della miscela combustibile attraverso la testa 63 del mesobruciatore 60, ove sarà ancorata la fiamma 106, si può fare riferimento all’equazione 7, ricavata per condizioni isoterme e ipotesi applicabili nella pratica ai bruciatori 10 atmosferici. Nel fare ciò è possibile stimare i coefficienti legati alle perdite di carico For the choice of the total section of passage of the combustible mixture through the head 63 of the mesobburner 60, where the flame 106 will be anchored, reference can be made to equation 7, obtained for isothermal conditions and hypotheses applicable in practice to atmospheric burners 10. In doing this, it is possible to estimate the coefficients related to the pressure drops

e coerentemente con quanto riportato nella letteratura tecnica. Per le dimensioni effettive delle singole porte, la loro geometria e distribuzione spaziale, si dovrà fare riferimento ai noti concetti legati alla velocità di propagazione del fronte di fiamma 106, al diametro di quenching e ai rilievi empirici dettagliati in letteratura. and consistently with what is reported in the technical literature. For the actual dimensions of the individual gates, their geometry and spatial distribution, reference should be made to the known concepts related to the propagation speed of the flame front 106, the quenching diameter and the empirical findings detailed in the literature.

Si noti che l’equazione 4 precedentemente adottata è riportato essere valida per bruciatori dove la dimensione delle porte del bruciatore sia tale da rendere trascurabile il loro effetto sull’aria aspirata. In particolare si raccomanda che il rapporto tra l’area di efflusso dalle porte del bruciatore e l’area della sezione di gola dell’eiettore sia maggiore di 1,5. Nel caso ciò non sia verificato per le sezioni di passaggio precedentemente ottenute, si può fare uso dell’equazione 8 per ricalcolare il termine Dg. La scelta dei materiali con cui realizzare la testa del mesobruciatore 60 è anch’essa parametro importante e si possono adottare ad esempio metalli già comunemente adottati per la produzione dei bruciatori. Note that equation 4 previously adopted is reported to be valid for burners where the size of the burner doors is such as to make their effect on the sucked air negligible. In particular, it is recommended that the ratio between the outflow area from the burner doors and the area of the ejector throat section is greater than 1.5. If this is not verified for the passage sections previously obtained, you can use equation 8 to recalculate the term Dg. The choice of materials with which to make the head of the mesobburner 60 is also an important parameter and, for example, metals already commonly adopted for the production of burners can be adopted.

Il design deve anche comprendere quegli elementi fondamentali per il funzionamento del mesobruciatore 60 quali l’accenditore 66, l’elettrodo 64 di ionizzazione e le eventuali pareti solide 81 (realizzate ad esempio con materiale ceramico) predisposte ad evitare l’adduzione di aria secondaria prima del raggiungimento dell’elettrodo 64 da parte dei gas combusti 330. The design must also include those fundamental elements for the operation of the mesobburner 60 such as the igniter 66, the ionization electrode 64 and any solid walls 81 (made for example with ceramic material) designed to avoid the introduction of secondary air before of the reaching of the electrode 64 by the burnt gases 330.

Scelta la configurazione, la testa 63 del mesobruciatore 60 può essere connessa ad un condotto nel quale sono alimentate una portata di gas combustibile 302 e una di aria note. Once the configuration has been chosen, the head 63 of the mesobburner 60 can be connected to a duct into which a known flow of combustible gas 302 and one of air are fed.

L’alimentazione può ad esempio essere eseguita tramite flussimetri connessi a bombole contenenti il combustibile in pressione e a condotte di trasporto d’aria compressa. Si noti che il condotto a monte della testa del bruciatore deve essere sufficientemente lungo da dare un completo miscelamento dei reagenti. Nota la portata e la composizione dei flussi è possibile ricostruire il campo di stabilità 501 del mesobruciatore 60 come mostrato in figura 12, che riporta in ascisse 912 il carico specifico alle porte del bruciatore ed in ordinate 913 la frazione di aria primaria, identificando le regioni di flash back 502, flame lift 503 e sooting 504 tramite osservazione della fiamma. Nel dettaglio si possono effettuare riprese video per riscontrare come per una assegnata portata nominale di gas combustibile 302 all’aumentare dell’aria primaria 312 si possa giungere a condizioni di instabilità 503 (flame lift) o al contrario riducendo l’aria primaria 312 (e quindi aumentando Φ) si giunga alla comparsa della colorazione gialla che nelle fiamme di idrocarburi 504 segnala la presenza di particolato carbonioso fine. Sempre tramite riprese video è possibile individuare l’istante in cui, riducendo la portata di gas combustibile 302, si avrà il flash back. Muovendosi dunque lungo due coordinate (portata di gas combustibile e frazione di aria primaria alimentata) è possibile ottenere un grafico come quello riportato in figura 12. The supply can, for example, be performed through flowmeters connected to cylinders containing the fuel under pressure and to compressed air transport pipes. Note that the pipe upstream of the burner head must be long enough to give complete mixing of the reagents. Once the flow rate and the composition of the flows are known, it is possible to reconstruct the stability field 501 of the mesobburner 60 as shown in figure 12, which shows the specific load at the burner ports on the abscissa 912 and the fraction of primary air on the ordinates 913, identifying the regions of flash back 502, flame lift 503 and sooting 504 through observation of the flame. In detail, video recordings can be made to see how for an assigned nominal flow rate of combustible gas 302, as the primary air 312 increases, it is possible to reach conditions of instability 503 (flame lift) or, on the contrary, by reducing the primary air 312 (and therefore increasing Φ) leads to the appearance of the yellow color which in the flames of hydrocarbons 504 signals the presence of fine carbonaceous particles. Also through video footage it is possible to identify the instant in which, by reducing the flow of fuel gas 302, there will be a flash back. Therefore, moving along two coordinates (flow rate of combustible gas and fraction of primary air supplied) it is possible to obtain a graph like the one shown in figure 12.

La frazione di aria primaria (PA) è calcolata come il rapporto tra l’aria effettivamente alimentata rispetto all’aria che bisognerebbe teoricamente alimentare per ossidare tutto il combustibile alimentato (ad esempio G20) ed è chiaramente un parametro legato a Φ e a R (equazioni 5 e 9). The fraction of primary air (PA) is calculated as the ratio between the air actually fed with respect to the air that would theoretically be fed to oxidize all the fuel fed (for example G20) and is clearly a parameter linked to Φ and R (equations 5 and 9).

Il carico specifico alle porte del bruciatore (Burner Port Loading) non è invece altro che il rapporto tra la potenza termica alimentata (equazione 1) e l’area totale delle porte del bruciatore. The specific load at the burner ports (Burner Port Loading) is instead nothing more than the ratio between the thermal power supplied (equation 1) and the total area of the burner ports.

L’ottenimento di questo grafico consente dunque di validare il design scelto in funzione della potenza nominale scelta o alternativamente di modificare la potenza nominale in funzione del campo di funzionamento della testa 63 del mesobruciatore 60 che si è caratterizzata. Obtaining this graph therefore allows you to validate the design chosen as a function of the nominal power chosen or alternatively to modify the nominal power as a function of the operating range of the head 63 of the mesobburner 60 that has been characterized.

Una terza fase del procedimento prevede il dimensionamento dell’eiettore 62 del mesobruciatore 60. A third phase of the procedure involves the sizing of the ejector 62 of the mesobburner 60.

Ottenuto il campo di funzionamento della testa 63 del mesobruciatore 60 e nota la potenza termica nominale è possibile scegliere il valore di R che si vuole realizzare sempre in condizioni nominali. Once the operating range of the head 63 of the mesobburner 60 has been obtained and the nominal heat output is known, it is possible to choose the value of R which is to be achieved always in nominal conditions.

La scelta di R dovrà mirare in primo luogo a dare miscele infiammabili e fiamme che ricadano all’interno del campo di stabilità 501 precedentemente definito al variare delle condizioni al contorno (composizione del gas combustibile, temperature, ecc…) ed in secondo luogo essere adatta all’ottenimento di un segnale il più possibile idoneo all’ottenimento delle misure connesse alla corrente di ionizzazione. Il segnale misurato sarà infatti massimo per un determinato Φ (intorno a 1,1) ma il lavorare in prossimità di tale valore può portare a segnali che potrebbero non essere univoci e implicherebbero l’installazione di sistemi aggiuntivi per chiarire le situazioni dubbie. Sarebbe dunque ideale operare sempre con un R tale da dare valori di corrente più alti possibile e nel contempo sempre in tratti monotoni crescenti o decrescenti. The choice of R must aim first of all at giving flammable mixtures and flames that fall within the stability range 501 previously defined as the surrounding conditions vary (composition of the combustible gas, temperatures, etc ...) and secondly to be suitable obtaining a signal as suitable as possible for obtaining the measurements related to the ionization current. The measured signal will in fact be maximum for a certain Φ (around 1.1) but working near this value can lead to signals that may not be unique and would involve the installation of additional systems to clarify doubtful situations. It would therefore be ideal to always operate with an R such as to give the highest possible current values and at the same time always in increasing or decreasing monotonic sections.

Scelto tale R è possibile procedere con il design dell’eiettore 62 che può avvenire per mezzo di espressioni empiriche (equazioni 2, 4 e altre correlazioni fluidodinamiche) o per mezzo di altri strumenti come la CFD (fluidodinamica computazionale). A tale scopo può essere utile valutare per via sperimentale le perdite di carico connesse alla testa 63 del mesobruciatore 60, ad esempio valutando la differenza di pressione totale a monte e a valle della testa 63 del mesobruciatore 60 stesso al variare della portata totale, implementando tale informazione negli algoritmi di calcolo che si andranno ad utilizzare. Once this R has been chosen, it is possible to proceed with the design of the ejector 62 which can be done by means of empirical expressions (equations 2, 4 and other fluid dynamics correlations) or by means of other tools such as CFD (computational fluid dynamics). For this purpose it may be useful to experimentally evaluate the head losses connected to the head 63 of the mesobburner 60, for example by evaluating the total pressure difference upstream and downstream of the head 63 of the mesobburner 60 itself as the total flow rate varies, implementing this information. in the calculation algorithms that will be used.

Una volta ottenuta e realizzata una prima geometria dell’eiettore 62 è possibile integrarla con la testa 63 del mesobruciatore 60 ed effettuare delle prove per valutare il valore di R effettivo in condizioni nominali. Once a first geometry of the ejector 62 has been obtained and made, it is possible to integrate it with the head 63 of the mesobburner 60 and carry out tests to evaluate the actual R value in nominal conditions.

Per fare ciò e sufficiente alimentare una portata nota di gas combustibile 302, di composizione nota, e nel contempo isolare la testa 63 del mesobruciatore 60 da possibili afflussi di aria ambiente secondaria, misurando la composizione dei gas combusti. Bisogna infatti ricordare che rispetto al punto precedente ora la portata d’aria 312 non è più imposta ma è aspirata dall’eiettore 62, risultando un parametro ignoto, difficilmente misurabile all’ingresso dell’eiettore 62. Per ottenere la composizione dei gas è sufficiente fare uso di un analizzatore della composizione dei gas combusti connesso ad una sonda predisposta al prelievo dei gas direttamente dallo scarico del mesobruciatore 60. To do this, it is sufficient to feed a known flow rate of combustible gas 302, of known composition, and at the same time to isolate the head 63 of the mesobburner 60 from possible inflows of secondary ambient air, by measuring the composition of the burned gases. In fact, it must be remembered that compared to the previous point, now the air flow 312 is no longer imposed but is sucked by the ejector 62, resulting in an unknown parameter, difficult to measure at the inlet of the ejector 62. To obtain the gas composition it is sufficient make use of an analyzer of the composition of the burned gases connected to a probe predisposed to take the gases directly from the exhaust of the mesobburner 60.

A questo punto, facendo uso di bilanci atomici, nota la composizione del combustibile 302 e dell’aria ambiente aspirata 312 dal mesobruciatore 60, è possibile ottenere Φ ed il rapporto R effettivo. At this point, making use of atomic balances, known the composition of the fuel 302 and the ambient air 312 aspirated by the mesobburner 60, it is possible to obtain Φ and the actual R ratio.

Ad esempio ipotizziamo di operare con gas G20 (100% CH4) in condizioni per cui si possa ritenere che tutto l’idrogeno presente nel combustibile vada a dare H2O e che i soli altri prodotti di combustione rilevanti per la definizione di Φ siano CO, CO2 e O2. Ne consegue il seguente bilancio in termini di portate molari: For example, let's assume that we operate with G20 gas (100% CH4) in conditions where it can be assumed that all the hydrogen present in the fuel gives H2O and that the only other combustion products relevant to the definition of Φ are CO, CO2. and O2. It follows the following balance in terms of molar discharge:

I valori misurati dall’analizzatore sono generalmente su base anidra e riportano le frazioni molari delle specie misurate (in questo esempio CO, CO2 e O2). The values measured by the analyzer are generally on an anhydrous basis and report the molar fractions of the measured species (in this example CO, CO2 and O2).

La frazione molare di N2 nei fumi può essere ottenuta come il complemento a uno delle frazioni molari riportate dall’analizzatore: The mole fraction of N2 in the fumes can be obtained as the complement to one of the molar fractions reported by the analyzer:

Poiché è nota la portata molare di combustibile da un bilancio atomico sul carbonio si ha: Since the molar flow rate of fuel from an atomic carbon balance is known, we have:

Nota la portata molare di metano è quindi immediato avere la portata molare totale di gas secchi: Once the molar flow rate of methane is known, it is therefore immediate to have the total molar flow rate of dry gases:

Una volta calcolata la portata molare totale di fumi secchi si ha così la portata molare di ogni singola specie misurata dall’analizzatore: Once the total molar flow rate of dry fumes has been calculated, the molar flow rate of each individual species measured by the analyzer is thus obtained:

Poiché si è fatta l’ipotesi che tutto l’idrogeno contenuto nel metano vada a dare acqua, successivamente condensata, si ha anche grazie ad un bilancio atomico sull’idrogeno la portata molare della stessa: Since the hypothesis has been made that all the hydrogen contained in methane goes to give water, which is subsequently condensed, the molar flow of the same is also obtained thanks to an atomic balance on hydrogen:

Con un bilancio atomico sull’ossigeno si è quindi in grado di determinare la portata molare di aria alimentata dato che questa è approssimabile in una miscela avente una composizione chimica pari al 21% di O2 e 79% di N2. With an atomic balance on oxygen it is therefore able to determine the molar flow rate of the fed air since this can be approximated in a mixture having a chemical composition equal to 21% of O2 and 79% of N2.

Si noti come nell’esempio riportato essendo il combustibile privo di frazioni d’azoto si sarebbe potuto calcolare la portata molare d’aria partendo già dalla portata molare d’azoto. Note how in the example shown, since the fuel is free of nitrogen fractions, it would have been possible to calculate the molar flow of air starting from the molar flow of nitrogen.

Una volta ottenuta la portata molare di aria si ha così immediatamente R e Φ della miscela, in quanto portata molare e volumetrica sono legate dalla legge di stato dei gas ideali e che sia la portata volumetrica di gas alimentata che quella di aria aspirata sono a pressione atmosferica. Once the molar flow rate of air has been obtained, we immediately have R and Φ of the mixture, as the molar and volumetric flow rates are linked by the state law of ideal gases and that both the volumetric flow rate of the supplied gas and that of the sucked air are at pressure atmospheric.

Il modello risolutivo sopra esposto è naturalmente estendibile considerando la misura o stima di eventuali altri prodotti di combustione quali H2, idrocarburi incombusti (HC), ossidi d’azoto (NOx) o eventuali tracce di acqua dovute alla non completa disidratazione dei fumi. The solution model described above can of course be extended by considering the measurement or estimation of any other combustion products such as H2, unburnt hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx) or any traces of water due to incomplete dehydration of the fumes.

Analogamente l’approccio usato è applicabile a combustibili di diversa composizione nota. Similarly, the approach used is applicable to fuels of different known composition.

Ottenuto R è possibile valutare se questo sia prossimo al valore che si desiderava ottenere oppure se sia necessario modificare la geometria dell’eiettore 62. Una quarta fase del procedimento prevede l’ottenimento dell’espressione di Rmeso. Once R is obtained, it is possible to evaluate whether this is close to the value you wanted to obtain or whether it is necessary to modify the geometry of the ejector 62. A fourth phase of the procedure involves obtaining the expression of Rmeso.

Una volta ottenuto il mesobruciatore 60 ad induzione atmosferica definitivo, composto da eiettore 62 e testa del mesobruciatore 63, è possibile procedere con la definizione dell’espressione di Rmeso, dove con il pedice “meso” si specifica che è l’espressione di R riferita al componente mesobruciatore 60. Once the definitive atmospheric induction mesobburner 60 has been obtained, consisting of ejector 62 and mesobburner head 63, it is possible to proceed with the definition of the expression of Rmeso, where with the subscript "meso" it is specified that it is the expression of R referred to to the mesobburner component 60.

Per fare ciò è possibile fare uso del medesimo banco di prova usato per la validazione della geometria dell’eiettore 62, adottando quindi una derivazione del rapporto aria-combustibile nota la portata e composizione del gas combustibile 302 e la composizione dei fumi 330 evitando l’aspirazione di aria secondaria. To do this, it is possible to use the same test bench used for the validation of the geometry of the ejector 62, thus adopting a derivation of the air-fuel ratio known the flow rate and composition of the combustible gas 302 and the composition of the fumes 330 avoiding the secondary air intake.

In questo caso si dovranno però introdurre sistemi in grado controllare determinati parametri termo-fisici. In particolare si dovranno valutare l’andamento di Rmeso al variare della portata di gas combustibile 302, temperatura del gas combustibile, temperatura dell’aria, temperatura del mesobruciatore, composizione del gas combustibile. In this case, however, systems capable of controlling certain thermo-physical parameters must be introduced. In particular, it will be necessary to evaluate the trend of Rmeso as the fuel gas flow rate 302 varies, the temperature of the fuel gas, the temperature of the air, the temperature of the mesobburner, the composition of the combustible gas.

La portata e composizione del gas combustibile sono già sotto controllo poiché è possibile alimentare gas combustibile 302 di composizione nota tramite bombola e regolare la portata tramite apposito flussimetro da laboratorio. In particolare è importante conoscere la massa molare del gas combustibile poiché per un gas ideale ad una determinata pressione e temperatura è ciò che consente di ricavarne la densità. The flow rate and composition of the combustible gas are already under control since it is possible to feed combustible gas 302 of known composition through a cylinder and adjust the flow rate using a suitable laboratory flow meter. In particular, it is important to know the molar mass of the combustible gas since for an ideal gas at a given pressure and temperature this is what allows to obtain its density.

La temperatura del gas combustibile è dal punto di vista applicativo misurabile/stimabile in due modi: o inserendo un sensore di temperatura 141 (ad esempio una termocoppia) nel condotto di alimentazione del gas stesso oppure nel corpo dell’iniettore 45 dell’eiettore 62. L’iniettore è infatti l’elemento che per sua prossimità al bruciatore può essere soggetto al maggiore riscaldamento e data la ridotta sezione di passaggio e le elevate velocità di circolazione del gas combustibile al suo interno contribuirà in modo predominante al determinare la temperatura effettiva del gas combustibile all’efflusso. From the application point of view, the fuel gas temperature can be measured / estimated in two ways: either by inserting a temperature sensor 141 (for example a thermocouple) in the gas supply duct itself or in the body of the injector 45 of the ejector 62. The injector is in fact the element that due to its proximity to the burner can be subject to the greatest heating and given the reduced passage section and the high circulation speeds of the combustible gas inside it, it will contribute predominantly to determining the actual temperature of the gas. fuel at the outflow.

Per l’arbitrario controllo in sede di prove sperimentali della temperatura del gas combustibile 302 è sufficiente ad esempio installare un condotto di alimentazione del gas combustibile riscaldato mediante resistenza elettrica, con potenza termica erogata per effetto Joule modulabile, a monte dell’iniettore 45. For the arbitrary control in the experimental tests of the temperature of the fuel gas 302, for example, it is sufficient to install a fuel gas supply duct heated by an electric resistance, with thermal power supplied by the modular Joule effect, upstream of the injector 45.

La temperatura dell’aria ambiente può essere controllata inserendo il mesobruciatore 60, o perlomeno la parte dove si ha l’aspirazione dell’aria, in un ambiente climatizzato. La misura della temperatura dell’aria può essere ottenuta ponendo una termocoppia 151 in prossimità dell’ingresso al condotto dell’eiettore 62. The ambient air temperature can be controlled by inserting the mesobburner 60, or at least the part where the air is sucked, in an air-conditioned environment. The measurement of the air temperature can be obtained by placing a thermocouple 151 near the entrance to the ejector duct 62.

La temperatura del mesobruciatore può analogamente essere misurata inserendo una termocoppia 65 all’interno della testa 63 del mesobruciatore 60, in una cavità realizzata nel materiale metallico di cui è composto, assicurando un idoneo contatto tra i due componenti. The temperature of the mesobburner can similarly be measured by inserting a thermocouple 65 inside the head 63 of the mesobburner 60, in a cavity made of the metal material of which it is composed, ensuring suitable contact between the two components.

Il problema di questo parametro non risiede però nella sua misura ma nel suo controllo. Infatti per natura stessa del mesobruciatore 60 questo partirà da una temperatura iniziale, pari a quella ambiente, e intraprenderà un transitorio di riscaldamento che lo porterà a temperature in prossimità della testa 63 del mesobruciatore 60 anche di alcune centinaia di gradi Celsius superiori. The problem with this parameter, however, lies not in its extent but in its control. In fact, by the very nature of the mesobburner 60 this will start from an initial temperature, equal to the ambient one, and will undertake a transient heating which will bring it to temperatures close to the head 63 of the mesobburner 60 even a few hundred degrees Celsius higher.

L’analisi relativa all’effetto della temperatura del mesobruciatore non può quindi essere condotta in condizioni stazionarie ma si dovrà misurare l’andamento di R nel tempo al variare della suddetta temperatura. The analysis relating to the effect of the mesobburner temperature cannot therefore be conducted in stationary conditions but the trend of R over time must be measured as the aforementioned temperature varies.

Così facendo si è in grado di determinare delle curve come quelle riportate in figura 13 al variare dei diversi parametri inizialmente citati. By doing this it is possible to determine curves such as those shown in Figure 13 as the various parameters initially mentioned vary.

Ottenute per via sperimentale le diverse curve che legano Rmeso alle variabili termofisiche di interesse si può ricostruire una funzione che, prendendo ad esempio l’equazione 4 come modello, risulterebbe in: Having experimentally obtained the different curves that link Rmeso to the thermophysical variables of interest, a function can be reconstructed which, taking for example equation 4 as a model, would result in:

Dove applicando la legge di stato dei gas ideali, ritenendo aria e gas ad una pressione pari a quella atmosferica, si ottiene: Where applying the state law of ideal gases, considering air and gas at a pressure equal to the atmospheric one, we obtain:

L’espressione delle perdite di carico / della riduzione di portata può essere approcciata ricercando diverse formulazioni idonee. The expression of pressure drops / flow reduction can be approached by searching for different suitable formulations.

Ad esempio si può pensare ad un’equazione del tipo: For example, you can think of an equation such as:

Dove ωrif è il coefficiente di riduzione di portata che si avrebbe con tutte le grandezze misurate in condizioni di riferimento e dove α, β, γ, δ indicano dei coefficienti ricavati sperimentalmente o delle funzioni che coinvolgono tutti o parte degli altri parametri misurati sempre ottenute tramite analisi dei risultati empirici. Where ωrif is the flow rate reduction coefficient that would occur with all the quantities measured in reference conditions and where α, β, γ, δ indicate coefficients obtained experimentally or functions involving all or part of the other measured parameters, always obtained through analysis of empirical results.

L’effettiva applicabilità di un modello o un altro è da verificarsi in sede di rielaborazione dei dati misurati tenendo conto della scelta che meglio si presta a minimizzare le incertezze legate alla formulazione di Rmeso mediante espressione analitica. The actual applicability of one model or another is to be verified during the re-processing of the measured data taking into account the choice that best lends itself to minimizing the uncertainties related to the formulation of Rmeso through analytical expression.

Una quinta fase del procedimento prevede una determinazione del legame Φmeso-IIon ,dove con il pedice “meso” si specifica che è l’espressione di Φ riferita al componente mesobruciatore 60. A fifth phase of the procedure involves a determination of the Φmeso-IIon bond, where the subscript "meso" specifies that it is the expression of Φ referring to the mesobburner component 60.

La determinazione del rapporto d’equivalenza con cui opera effettivamente il mesobruciatore 60 (Φmeso) in presenza di qualsiasi variazione delle condizioni al contorno è di fondamentale importanza poiché consente di impostare strategie di regolazione della combustione che tengano conto anche della variazione della composizione del gas combustibile nel caso si faccia uso di gas naturale primariamente composto da metano. L’applicabilità del medesimo sistema per operare con altri combustibili quali ad esempio miscele di GPL è invece ancora da verificare. The determination of the equivalence ratio with which the mesobburner 60 (Φmeso) actually operates in the presence of any variation of the boundary conditions is of fundamental importance since it allows to set combustion regulation strategies that also take into account the variation in the composition of the combustible gas. if natural gas primarily composed of methane is used. The applicability of the same system to operate with other fuels such as LPG mixtures, on the other hand, has yet to be verified.

E’ necessario realizzare il circuito di misura della corrente di ionizzazione 68, supponendo che sarà necessario imporre differenze di potenziale tra elettrodo 64 e mesobruciatore 60 di circa 300-400 V e che le correnti misurate saranno dell’ordine dei nA-µA. Naturalmente queste valutazioni sono basate sui dati riscontrati in letteratura. It is necessary to create the ionization current measurement circuit 68, assuming that it will be necessary to impose potential differences between electrode 64 and mesobburner 60 of about 300-400 V and that the measured currents will be of the order of nA-µA. Naturally these evaluations are based on the data found in the literature.

È altresì importante che l’elettrodo 64 sia stato posto sin dall’inizio della progettazione (seconda fase del procedimento) ad una distanza idonea (indicativamente inferiore ai 10 mm) dalle porte 61 del mesobruciatore 60 e che sia stato soggetto ad un processo di invecchiamento in modo che il segnale misurato non vari nel tempo. It is also important that the electrode 64 has been placed from the beginning of the design (second phase of the procedure) at a suitable distance (indicatively less than 10 mm) from the ports 61 of the mesobburner 60 and that it has been subjected to an aging process so that the measured signal does not vary over time.

La tensione applicata può essere alternata o continua e si può utilizzare il circuito di misura della corrente di ionizzazione anche come sistema di FFD del mesobruciatore 60. The applied voltage can be alternating or direct and the ionization current measurement circuit can also be used as the FFD system of the mesobburner 60.

A questo punto è possibile avviare una campagna sperimentale volta ad ottenere le fasi del procedimento che consentiranno di ricostruire delle curve come quella riportata nel grafico in figura 14 che legano la corrente di ionizzazione al rapporto d’equivalenza effettivo. I parametri d’interesse saranno la composizione chimica del combustibile, la portata totale di miscela fluente, la temperatura di tale miscela e la temperatura del mesobruciatore. At this point it is possible to start an experimental campaign aimed at obtaining the steps of the procedure that will allow the reconstruction of curves like the one shown in the graph in Figure 14 that link the ionization current to the effective equivalence ratio. The parameters of interest will be the chemical composition of the fuel, the total flow rate of the flowing mixture, the temperature of this mixture and the temperature of the mesobburner.

Le prove potranno essere condotte con combustibili aventi diversa composizione, prendendo ad esempio come riferimento i gas limite per le prove di funzionamento dei piani cottura da utilizzare nei diversi mercati. Chiaramente la composizione effettiva del gas combustibile sarà nell’utilizzo commerciale ignota ma i sistemi di regolazione basati oggi sulla corrente di ionizzazione fondano il proprio funzionamento sul riuscire a ricostruire curve che legano Φ-IIon applicabili efficacemente per sostanziali regolazioni della combustione tenendo conto delle incertezze dovute alla mancata conoscenza delle effettive specie chimiche reagenti. Dunque effettuare prove con gas combustibili di diversa composizione consente di quantificare le incertezze delle correlazioni ottenute e conseguentemente l’incertezza che si avrà nel momento in cui saranno adottate le strategie di regolazione. The tests can be carried out with fuels having different compositions, taking as a reference the limit gases for the functioning tests of the hobs to be used in the different markets. Clearly the actual composition of the combustible gas will be unknown in commercial use but the regulation systems based today on the ionization current base their operation on being able to reconstruct curves that bind Φ-II not effectively applicable for substantial combustion adjustments taking into account the uncertainties due the lack of knowledge of the actual reactive chemical species. Therefore, carrying out tests with combustible gases of different compositions allows to quantify the uncertainties of the correlations obtained and consequently the uncertainty that will arise when the regulation strategies are adopted.

Per l’ottenimento di suddette curve è possibile realizzare un banco di prova dove la testa 63 del mesobruciatore 60 è collegata ad un condotto predisposto al completo miscelamento di gas combustibile e aria, dotato di un sistema di riscaldamento di tale miscela tramite riscaldatore elettrico regolabile per poter imporre la temperatura della miscela a monte della testa 63 del mesobruciatore 60. To obtain these curves it is possible to create a test bench where the head 63 of the mesobburner 60 is connected to a duct designed for the complete mixing of combustible gas and air, equipped with a heating system of this mixture by means of an adjustable electric heater for to be able to impose the temperature of the mixture upstream of the head 63 of the mesobburner 60.

La temperatura del mesobruciatore è un parametro facilmente misurabile ma non altrettanto semplice da controllare. Come già descritto nella quarta fase del procedimento il bruciatore tenderà infatti a variare la sua temperatura, riscaldandosi rispetto alle condizioni iniziali d’accensione. The mesoburner temperature is an easily measurable parameter but not so easy to control. As already described in the fourth phase of the procedure, the burner will in fact tend to vary its temperature, warming up with respect to the initial ignition conditions.

Un sistema comunemente adottato nella pratica per controllare questo fenomeno è quello di far circolare un liquido di raffreddamento nella testa del bruciatore in modo da controllarne la temperatura e valutarne gli effetti. A system commonly adopted in practice to control this phenomenon is to circulate a coolant in the burner head in order to control its temperature and evaluate its effects.

Ciò rende dunque necessario progettare una testa 63 del mesobruciatore 60 che si distacchi da quella che sarà applicata poi nel prodotto idoneo alla diffusione commerciale ma che integri invece un circuito di raffreddamento predisposto a stabilizzare la temperatura del mesobruciatore 60 a determinati valori, in modo da poter poi applicare i risultati ottenuti nell’oggetto sprovvisto di tale sistema di dissipazione termica. This therefore makes it necessary to design a head 63 of the mesobburner 60 which detaches itself from the one which will then be applied in the product suitable for commercial diffusion but which instead integrates a cooling circuit designed to stabilize the temperature of the mesobburner 60 at certain values, so as to be able to then apply the results obtained in the object without this thermal dissipation system.

Così, facendo uso di due flussimetri predisposti all’alimentazione di portate note di gas combustibile 302 di composizione nota e di aria 312, si può imporre la portata totale del mesobruciatore 60 ed il rapporto d’equivalenza, misurando il valore della corrente di ionizzazione per degli imposti valori della temperatura della miscela e del mesobruciatore (figura 14). Thus, by making use of two flowmeters predisposed to supply known flow rates of combustible gas 302 of known composition and air 312, the total flow rate of the mesobburner 60 and the equivalence ratio can be set, measuring the value of the ionization current for of the set temperature values of the mixture and of the mesobburner (figure 14).

Si può dunque ottenere una espressione che in termini generali risulta in: We can therefore obtain an expression which in general terms results in:

Si noti infatti che la portata totale, la temperatura della miscela e del mesobruciatore sono i principali parametri che per un assegnato rapporto d’equivalenza determinano la distanza relativa del fronte di fiamma rispetto alla testa 63 del mesobruciatore 60 e all’elettrodo 64, influenzando nel contempo la temperatura della zona di reazione, tenendo dunque conto anche della non-adiabaticità del fronte di fiamma 106 stesso. In fact, it should be noted that the total flow rate, the temperature of the mixture and of the mesobburner are the main parameters which for an assigned equivalence ratio determine the relative distance of the flame front with respect to the head 63 of the mesobburner 60 and to the electrode 64, influencing in the at the same time the temperature of the reaction zone, thus also taking into account the non-adiabatic nature of the flame front 106 itself.

La relazione sopra esposta contiene però due termini che non sono misurati nell’applicazione commerciale. Infatti la temperatura della miscela e la portata volumetrica della miscela non sono parametri misurati in quello che sarà il design del mesobruciatore 60 per la distribuzione di massa. The above relationship, however, contains two terms that are not measured in the commercial application. In fact, the temperature of the mixture and the volumetric flow rate of the mixture are not parameters measured in what will be the design of the mesobburner 60 for mass distribution.

In primo luogo si può però riscontrare che la temperatura della miscela sarà prossima a quella dell’aria alimentata dato che questa ha una portata notevolmente superiore a quella del gas combustibile (si ricorda che il rapporto aria-combustibile stechiometrico tra ad esempio gas metano e aria in termini molari è pari a 9,5). È quindi possibile ottenere la temperatura della miscela considerandola pari a quella dell’aria oppure volendo essere più precisi pesando approssimativamente la temperatura del gas combustibile e quella dell’aria considerando un calore specifico di aria e gas combustibile idoneo e un valore di Rmeso pari ad esempio a quello che si dovrebbe realizzare nelle condizioni di riferimento della terza fase del procedimento (equazione 15). In the first place, however, it can be found that the temperature of the mixture will be close to that of the supplied air since this has a significantly higher flow rate than that of the fuel gas (remember that the stoichiometric air-fuel ratio between, for example, methane gas and air in molar terms it is equal to 9.5). It is therefore possible to obtain the temperature of the mixture by considering it to be equal to that of the air or to be more precise by weighing approximately the temperature of the combustible gas and that of the air considering a specific heat of air and suitable combustible gas and a value of Rmeso equal for example to what should be achieved under the reference conditions of the third stage of the procedure (equation 15).

Per quanto riguarda invece la portata totale questa è legata all’espressione di Rmeso ottenuta nella quarta fase del procedimento e alla portata di gas combustibile 302 alimentata al mesobruciatore 60, che è un parametro misurabile, come descritto dall’equazione 6 per il caso in cui aria e gas siano alla stessa temperatura. As regards the total flow rate, this is linked to the expression of Rmeso obtained in the fourth phase of the process and to the flow rate of combustible gas 302 supplied to the mesobburner 60, which is a measurable parameter, as described by equation 6 for the case in which air and gas are at the same temperature.

Si noti come la composizione del combustibile, che è ignota nell’utilizzo del mesobruciatore 60 al di fuori delle prove in laboratorio, ma di cui si possono conoscere le specie predominanti (ad esempio il metano per il gas naturale), non influenzi percettibilmente la portata totale dato che: Note how the composition of the fuel, which is unknown in the use of mesobburner 60 outside the laboratory tests, but whose predominant species can be known (for example methane for natural gas), does not perceptibly affect the flow rate. total given that:

Considerando invece il caso di temperatura differente tra gas combustibile e aria aspirata, si può modificare l’equazione 4 tenendo conto dei volumi molari: Considering instead the case of different temperatures between combustible gas and aspirated air, equation 4 can be modified taking into account the molar volumes:

Ne consegue che grazie all’espressione di Rmeso ottenuta al punto 4 è possibile riscrivere l’equazione 14 tenendo conto di come le variazioni della temperatura di aria, gas combustibile e mesobruciatore modifichino il valore della portata totale per un’assegnata o misurata portata di gas combustibile, andando così ad ottenere un’espressione del tipo: It follows that thanks to the expression of Rmeso obtained in point 4 it is possible to rewrite equation 14 taking into account how the variations in the temperature of air, combustible gas and mesobburner modify the value of the total flow rate for an assigned or measured gas flow rate fuel, thus obtaining an expression such as:

L’equazione 16 risulta dunque applicabile al mesobruciatore 60 completo di testa 63 non raffreddata, eiettore 62 e sensoristica predisposta alla misura delle diverse variabili. Equation 16 is therefore applicable to mesobburner 60 complete with uncooled head 63, ejector 62 and sensors designed to measure the various variables.

Essendo lecito attendersi che la dipendenza predominante nell’espressione del rapporto d’equivalenza sia quella dalla corrente di ionizzazione, è possibile che un’espressione nella forma dell’equazione 17 sia idonea per una corretta rappresentazione di tale grandezza. Since it is reasonable to expect that the predominant dependence in the expression of the equivalence ratio is that of the ionization current, it is possible that an expression in the form of equation 17 is suitable for a correct representation of this magnitude.

Dove a, b, c, d indicano, come nel caso dell’equazione 13, dei coefficienti ricavati sperimentalmente o delle funzioni che incorporano totalmente o parzialmente le diverse variabili misurate. Where a, b, c, d indicate, as in the case of equation 13, the coefficients obtained experimentally or the functions that totally or partially incorporate the different measured variables.

Una sesta fase del procedimento prevede la realizzazione di una linea di alimentazione del gas al mesobruciatore 60 e della sensoristica da implementare nel mesobruciatore 60 ad induzione atmosferica. A sixth step of the process provides for the construction of a gas supply line to the mesobburner 60 and of the sensors to be implemented in the atmospheric induction mesobburner 60.

La linea di alimentazione del gas deve includere innanzitutto una elettrovalvola, in particolare una semplice valvola 135 normalmente chiusa, che si apre nel momento in cui il piano cottura 100 è utilizzato e si deve avviare il mesobruciatore 60 per impostare conseguentemente le strategie di regolazione della combustione basate su di esso. The gas supply line must first of all include a solenoid valve, in particular a simple valve 135 normally closed, which opens when the hob 100 is used and the mesobburner 60 must be started to set the combustion regulation strategies accordingly. based on it.

Non è in linea di principio necessario prevedere delle valvole proporzionali poiché la soluzione più comoda dal punto di vista delle misure che si vogliono effettuare sul mesobruciatore 60 è quella di operare possibilmente con una portata di gas combustibile costante. Operando con una valvola non proporzionale si ha dunque che l’effettiva portata fluente è influenzata dalla pressione di alimentazione del gas al piano cottura 100 e dalla composizione del gas combustibile, parametri rispettivamente legati ai termini e ρgas dell’equazione 2. Come visto in precedenza la densità del gas combustibile ha un effetto in linea di principio trascurabile nel determinare la portata totale fluente nel mesobruciatore 60, che come visto è un parametro di fondamentale importanza per la correlazione tra Φmeso e IIon, mentre le variazioni della pressione di rete non sono invece trascurabili. In principle it is not necessary to provide proportional valves since the most convenient solution from the point of view of the measurements to be carried out on the mesoburner 60 is to operate possibly with a constant fuel gas flow rate. By operating with a non-proportional valve, therefore, the effective flow rate is influenced by the gas supply pressure to the hob 100 and by the composition of the combustible gas, parameters respectively related to the terms and ρgas of equation 2. As seen previously the density of the combustible gas has a negligible effect in principle in determining the total flow rate flowing in the mesobburner 60, which as seen is a parameter of fundamental importance for the correlation between Φmeso and IIon, while the variations in the network pressure are not instead negligible.

A questo punto è importante fare delle considerazioni in merito alla portata di gas combustibile e all’effetto che questa ha su Rmeso ed il legame Φmeso-IIon. At this point it is important to consider the flow of combustible gas and the effect this has on Rmeso and the Φmeso-IIon bond.

L’andamento di Rmeso rappresentato in figura 13 mostra come oltre una certa portata di gas combustibile il valore di R tenda a diventare indipendente da The trend of Rmeso represented in figure 13 shows how beyond a certain flow rate of combustible gas the value of R tends to become independent of

assestandosi su un valore circa costante. settling on an approximately constant value.

I risultati ottenuti su bruciatori adottati nelle caldaie mostrano come oltre una certa potenza termica (e quindi portata totale alimentata dalla ventola di alimentazione del bruciatore della caldaia stessa) per determinati Φ si abbiano valori di IIon circa costanti. The results obtained on the burners used in the boilers show that beyond a certain thermal power (and therefore the total flow rate fed by the power supply fan of the burner of the boiler itself) for certain Φ there are approximately constant values of IIon.

Alternativamente se queste due considerazioni risultassero applicabili al mesobruciatore 60 si potrebbe dunque omettere l’inserimento di un flussimetro 71, ma sarebbe sufficiente fare uso di un trasduttore di pressione 71 predisposto a validare la portata di gas come idonea all’applicazione degli algoritmi che descrivono Rmeso e Φmeso precedentemente ottenuti semplicemente verificando che la pressione di alimentazione ricada in un certo range. Alternatively, if these two considerations were to be applicable to the mesobburner 60, it would therefore be possible to omit the insertion of a flow meter 71, but it would be sufficient to use a pressure transducer 71 designed to validate the gas flow rate as suitable for the application of the algorithms that describe Rmeso and Φmeso previously obtained simply by verifying that the supply pressure falls within a certain range.

Alternativamente se così non fosse si dovrebbe invece ricorrere ad un flussimetro 71, predisposto esclusivamente alla lettura della portata fluente, scegliendo la soluzione tecnica più idonea, mirando soprattutto alla massima affidabilità del componente e alla sua economicità. Alternatively, if this were not the case, a flowmeter 71 would have to be used, designed exclusively for reading the flowing flow rate, choosing the most suitable technical solution, aiming above all at the maximum reliability of the component and its cost-effectiveness.

È possibile a questo punto riassumere i componenti che sono teoricamente necessari per l’utilizzo degli algoritmi finora ottenuti considerando il design finale del mesobruciatore 60 per la produzione di massa: At this point it is possible to summarize the components that are theoretically necessary for the use of the algorithms obtained so far considering the final design of the mesobburner 60 for mass production:

• Flussimetro o trasduttore di pressione 71 per la determinazione o validazione di • Flowmeter or pressure transducer 71 for the determination or validation of

• Sensore di temperatura 141 inserito nel condotto di alimentazione del gas combustibile o nel corpo dell’iniettore 45 • Temperature sensor 141 inserted in the fuel gas supply duct or in the injector body 45

• Sensore di temperatura dell’aria 151 collocato in prossimità del condotto di aspirazione dell’eiettore 62 • Air temperature sensor 151 located near the intake duct of the ejector 62

• Sensore di temperatura 65 integrato nella testa 63 del mesobruciatore 60 • Temperature sensor 65 integrated in the head 63 of the mesobburner 60

• Elettrodo 64 e circuito di misura di IIon 68. Una settima fase del procedimento prevede la realizzazione dei componenti ancillari del mesobruciatore 60. • Electrode 64 and IIon measurement circuit 68. A seventh step of the procedure involves the realization of the ancillary components of the mesobburner 60.

Essendo un componente predisposto primariamente ad una funzione di misura, il mesobruciatore 60 deve essere collocato in un apposito compartimento 80, protetto da eventuale danneggiamento o sporcamento. Being a component primarily designed for a measuring function, the mesobburner 60 must be placed in a special compartment 80, protected from any damage or fouling.

L’aria 311 alimentata al compartimento è aspirata tramite una comune ventola 26 (ad esempio una ventola mossa da motore elettrico DC brushless). La portata d’aria 311 deve essere maggiore di quella che il mesobruciatore 60 possa eventualmente richiedere in qualsiasi caso. Il motore elettrico dovrebbe includere anche sistemi di verifica che al segnale di avvio che riceve corrisponda il suo effettivo funzionamento e che il numero di giri al minuto sia prossimo al valore atteso. La prevalenza della ventola 26 deve essere tale da vincere le perdite di carico nel compartimento e nei condotti predisposti all’invio della miscela data dall’aria in eccesso e dai fumi 340 del mesobruciatore 60 ai diversi bruciatori 10 del piano cottura 100. The air 311 fed to the compartment is sucked through a common fan 26 (for example a fan driven by a brushless DC electric motor). The air flow 311 must be greater than that which the mesobburner 60 may possibly require in any case. The electric motor should also include systems for verifying that the start signal it receives corresponds to its actual operation and that the number of revolutions per minute is close to the expected value. The prevalence of the fan 26 must be such as to overcome the pressure drops in the compartment and in the ducts prepared for sending the mixture given by the excess air and the fumes 340 of the mesobburner 60 to the different burners 10 of the hob 100.

Risulta sicuramente più semplice disegnare il compartimento 80 e le condotte di distribuzione 163, realizzare tali componenti, valutarne la curva che lega le perdite di carico alla portata di miscela fluente e sulla base di tali risultati progettare o selezionare il disegno della ventola 26 ed il relativo motore elettrico. It is certainly easier to design the compartment 80 and the distribution pipes 163, to make these components, to evaluate the curve that links the pressure drops to the flow rate of the flowing mixture and on the basis of these results to design or select the design of the fan 26 and the relative electric motor.

Il compartimento 80 deve essere progettato per garantire che il campo fluidodinamico generato dal flusso forzato dato dalla ventola 26 non influenzi il funzionamento del mesobruciatore 60, facendo sì che operi esattamente come se si trovasse in condizioni di aria in quiete. Inoltre deve essere costruito in modo tale che i gas combusti 330 fuoriusciti dal mesobruciatore 60 non possano essere aspirati dal mesobruciatore 60 stesso, evitando così che richiami di aria viziata possano invalidare le misure e conseguentemente le strategie di regolazione. Tale progettazione può basarsi su approcci teorici, empirici o sull’uso della CFD. The compartment 80 must be designed to ensure that the fluid flow field generated by the forced flow given by the fan 26 does not affect the operation of the mesobburner 60, causing it to operate exactly as if it were in a quiet air condition. Furthermore, it must be constructed in such a way that the burned gases 330 escaping from the mesobburner 60 cannot be sucked up by the mesobburner 60 itself, thus preventing recalls of stale air from invalidating the measurements and consequently the regulation strategies. This design can be based on theoretical or empirical approaches or on the use of CFD.

Le espressioni ottenute di Rmeso e del legame Φmeso-IIon devono infatti risultare inalterate. Per far ciò il compartimento deve essere realizzato in modo tale che a valle della ventola 26 il termine cinetico del flusso sia convertito in pressione statica (idonea espansione) per minimizzare le velocità riscontrabili. Successivamente è opportuno che l’aria possa giungere in prossimità dell’eiettore 62 attraverso ad esempio una griglia forata 83, 84, tale da uniformare il campo di moto e minimizzare le velocità effettive in modo da ricreare una situazione analoga all’avere il mesobruciatore 60 operante in aria ambiente ferma. Infine è sufficiente creare pareti solide o percorsi preferenziali per l’aria in eccesso in modo da rendere impossibile ricircoli di gas combusti 330 all’ingresso del mesobruciatore 60. The obtained expressions of Rmeso and of the Φmeso-IIon link must in fact be unaltered. To do this, the compartment must be made in such a way that downstream of the fan 26 the kinetic term of the flow is converted into static pressure (suitable expansion) to minimize the speeds that can be found. Subsequently, it is appropriate that the air can reach the ejector 62 through, for example, a perforated grille 83, 84, such as to uniform the field of motion and minimize the actual speeds in order to recreate a situation similar to having the mesobburner 60 operating in still ambient air. Finally, it is sufficient to create solid walls or preferential paths for excess air in order to make it impossible to recirculate burnt gases 330 at the entrance to the mesobburner 60.

Poiché il mesobruciatore 60 può essere unico per tutto un piano cottura 100 che integra al contrario diversi bruciatori 10, è necessario far sì che il flusso in uscita dal compartimento 80 possa essere direzionato solo ad uno o più dei bruciatori 10 in quel momento effettivamente accesi. Per fare ciò è possibile inserire, a valle del condotto principale in uscita 85 dal compartimento 80, un nodo motorizzato di distribuzione 160 dei fumi ai diversi canali 163 che portano ai singoli bruciatori 10. Since the mesobburner 60 can be unique for a whole hob 100 which on the contrary integrates several burners 10, it is necessary to ensure that the flow outgoing from the compartment 80 can be directed only to one or more of the burners 10 actually lit at that moment. To do this, it is possible to insert, downstream of the main outlet duct 85 from compartment 80, a motorized node 160 for distributing the fumes to the various channels 163 leading to the individual burners 10.

Il nodo 160 può essere realizzato come un cilindro cavo dotato di un’apertura per l’ingresso del flusso dall’altro o dal basso, e dotato di un singolo foro sulla superficie laterale. Questo, se messo nelle condizioni di ruotare sul proprio asse, ad esempio per mezzo di un motore passo-passo, può essere inserito in un altro cilindro cavo ad esso coassiale, fisso, provvisto di diversi fori da cui partono i diversi condotti 163 di pertinenza del singolo bruciatore 10. The node 160 can be made as a hollow cylinder equipped with an opening for the inlet of the flow from the other or from the bottom, and equipped with a single hole on the side surface. This, if allowed to rotate on its own axis, for example by means of a stepping motor, can be inserted in another hollow cylinder coaxial to it, fixed, provided with different holes from which the different ducts 163 of relevance depart. of the single burner 10.

In questo modo a seconda del bruciatore 10 acceso il foro laterale del cilindro più interno può essere reso coassiale esclusivamente al foro del condotto 163 che si vuole alimentare. In this way, depending on the burner 10 ignited, the lateral hole of the innermost cylinder can be made coaxial exclusively to the hole of the duct 163 to be fed.

Esistono altri modi di realizzare un nodo 160 di questo tipo, ma ancora una volta risulta fondamentale che siano soluzioni altrettanto economiche e robuste come quella qui proposta. There are other ways of making a node 160 of this type, but once again it is essential that they are equally economical and robust solutions like the one proposed here.

Siccome la necessità di inviare i gas in uscita dal mesobruciatore 60 ai diversi bruciatori principali 10 nasce sì dall’esigenza di ossidare eventuali incombusti generati dal mesobruciatore 60, ma soprattutto per evitare che il contenuto entalpico di tali fumi venga disperso in ambiente senza generare alcun effetto utile per la cottura, è consigliabile che il compartimento 80, il nodo di distribuzione 160 e i diversi condotti 163 siano opportunamente coibentati. Since the need to send the gases exiting the mesobburner 60 to the various main burners 10 arises from the need to oxidize any unburnt products generated by the mesobburner 60, but above all to prevent the enthalpy content of these fumes from being dispersed into the environment without generating any effect. useful for cooking, it is advisable that the compartment 80, the distribution node 160 and the various ducts 163 are suitably insulated.

Una volta terminato il processo di cottura, spenti tutti i bruciatori 10 ed il mesobruciatore 60, la ventola 26 presente può essere utilizzata per raffreddare velocemente i diversi bruciatori 10, riducendo così il tempo in cui, a causa delle alte temperature presenti, il piano cottura 100 può arrecare danno all’utilizzatore se toccato Once the cooking process is finished, all the burners 10 and the mesobburner 60 have been turned off, the fan 26 present can be used to quickly cool the different burners 10, thus reducing the time in which, due to the high temperatures present, the hob 100 can harm the user if touched

Dalla ottava fase alla dodicesima fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100 sono fasi per la realizzazione di uno o più bruciatori 10. Per la realizzazione del piano cottura 100 meccatronico è possibile progettare dei nuovi bruciatori 10 o partire da modelli già presenti in commercio apportando solo le modifiche necessarie. From the eighth phase to the twelfth phase of the process for making the hob 100 are phases for the construction of one or more burners 10. To make the mechatronic hob 100 it is possible to design new burners 10 or to start from models already present on the market by adding only the necessary changes.

Nel presente esempio realizzativo si farà riferimento a quest’ultimo caso che consente un notevole risparmio dal punto di vista dei costi legati all’ingegnerizzazione del prodotto. In this embodiment, reference will be made to the latter case which allows for significant savings from the point of view of costs related to product engineering.

Un’ottava fase del procedimento prevede la realizzazione delle sezioni d’alimentazione dei gas provenienti dal mesobruciatore 60. An eighth phase of the procedure involves the construction of the feeding sections of the gases coming from the mesobburner 60.

I gas 340 provenienti dal mesobruciatore 60 devono essere alimentati alle fiamme dei bruciatori 10 in modo che gli eventuali incombusti siano ossidati e che il contenuto entalpico di tale miscela non sia perso in ambiente ma vada a riscaldare la pentola 120. The gases 340 coming from the mesobburner 60 must be fed to the flames of the burners 10 so that any unburnt products are oxidized and that the enthalpy content of this mixture is not lost in the environment but goes to heat the pot 120.

Il disegno di tali sezioni d’immissione può essere immaginato finalizzato a garantire un rapido miscelamento con l’aria secondaria 320 e all’instaurazione di un campo di moto alla base della pentola 120 ottimale per lo scambio termico (ad esempio imponendo grazie a tale flusso forzato un moto di swirl). Per fare ciò è sufficiente realizzare i punti d’immissione 165 dei gas 340 provenienti dal mesobruciatore 60 con geometria idonea. È bene però rilevare come nel caso in cui i bruciatori 10 scelti siano del tipo con aspirazione dell’aria primaria 310 di combustione al di sopra della superficie 101 del piano cottura 100, i gas 340 provenienti dal mesobruciatore 60 potrebbero andare a miscelarsi anche con questo flusso. Questa situazione è opportuno sia presa in considerazione nella determinazione del rapporto d’equivalenza ottimale dei bruciatori 10 come si vedrà nella nona fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100. The design of these inlet sections can be imagined aimed at guaranteeing rapid mixing with the secondary air 320 and at establishing a motion field at the base of the pan 120 which is optimal for heat exchange (for example by imposing thanks to this flow forced a swirl motion). To do this, it is sufficient to create the entry points 165 of the gases 340 coming from the mesobburner 60 with suitable geometry. However, it should be noted that if the burners 10 selected are of the type with primary combustion air intake 310 above the surface 101 of the hob 100, the gases 340 coming from the mesobburner 60 could also mix with this. flow. This situation should be taken into consideration in determining the optimal equivalence ratio of the burners 10 as will be seen in the ninth phase of the process for making the hob 100.

Un esempio realizzativo delle sezioni d’alimentazione è una corona metallica 166 rimovibile per le operazioni di pulizia, che avvolga il bruciatore 10, essendo ad esso coassiale, nella quale sono realizzati fori 165 di diversa geometria, eventualmente inclinati per generare un moto di swirl o per consentire alla miscela prodotta dal mesobruciatore 60 d’andare in contro alle fiamme dei bruciatori 10 con un determinato angolo. Al di sotto di tale corona deve essere presente il collettore 164 anulare nel quale si immette il condotto 163 proveniente dal nodo di distribuzione 160 del mesobruciatore 60. An embodiment of the supply sections is a metal crown 166 removable for cleaning operations, which wraps around the burner 10, being coaxial to it, in which holes 165 of different geometry are made, possibly inclined to generate a swirl motion or to allow the mixture produced by the mesobburner 60 to go against the flames of the burners 10 at a given angle. Below this crown there must be the annular manifold 164 into which the duct 163 coming from the distribution node 160 of the mesobburner 60 enters.

Siccome a piano cottura 100 spento la ventola 26 può essere utilizzata per un rapido raffreddamento dei bruciatori 10 (funzione di cooling) il disegno delle sezioni d’alimentazione può anche essere finalizzato principalmente a questa attività. Since with the hob 100 off, the fan 26 can be used for rapid cooling of the burners 10 (cooling function), the design of the power supply sections can also be aimed primarily at this activity.

Una nona fase del procedimento prevede la definizione del rapporto d’equivalenza ottimale (Φnom) Selezionati i bruciatori 10 che si desidera utilizzare è possibile valutare sperimentalmente le condizioni di funzionamento ottimali. A ninth phase of the procedure involves the definition of the optimal equivalence ratio (Φnom). Once the 10 burners you want to use have been selected, it is possible to experimentally evaluate the optimal operating conditions.

Lavorando esclusivamente sulla testa 30 del bruciatore 10 è possibile effettuare innanzitutto delle prove di efficienza energetica. Esistono apposite norme che prestabiliscono come effettuare tali prove in modo che i dati riscontrati in prodotti diversi siano tra loro confrontabili. By working exclusively on the head 30 of the burner 10 it is possible first of all to carry out energy efficiency tests. There are specific rules that establish how to carry out these tests so that the data found in different products are comparable to each other.

In termini generali l’efficienza può essere misurata valutando il rapporto tra la quantità di calore ceduto a dell’acqua contenuta nella pentola 120 che si desidera riscaldare rispetto alla potenza termica erogata dal bruciatore 10. Definite quindi la dimensione della pentola 120, il materiale della pentola 120, la quantità d’acqua contenuta nel recipiente e i tempi di preriscaldo del bruciatore 10 delle griglie 110 di supporto della pentola 120, è possibile collocare la pentola 120 al di sopra del bruciatore 10 ed inserendo una termocoppia nell’acqua, misurare la variazione di temperatura della stessa nel tempo. In general terms, the efficiency can be measured by evaluating the ratio between the amount of heat transferred to the water contained in the pot 120 that you want to heat with respect to the thermal power delivered by the burner 10. Then define the size of the pot 120, the material of the pot 120, the quantity of water contained in the container and the preheating times of the burner 10 of the grids 110 supporting the pot 120, it is possible to place the pot 120 above the burner 10 and by inserting a thermocouple in the water, measure the variation temperature of the same over time.

Nota la portata di combustibile alimentato e la sua composizione è nota la potenza termica erogata e si ha così l’efficienza come descritto dall’equazione 18: The flow rate of fuel fed and its composition is known, the thermal power delivered is known and thus the efficiency is obtained as described by equation 18:

Alimentando dunque una portata di gas combustibile 301 nota e una portata d’aria 310 nota alla testa 30 del bruciatore 10 tramite appositi flussimetri è possibile trovare il rapporto d’equivalenza ottimale che chiameremo Φnom di ciascun bruciatore 10 al variare delle principali condizioni al contorno. Therefore, by feeding a known fuel gas flow rate 301 and a known air flow 310 to the head 30 of the burner 10 through special flowmeters, it is possible to find the optimal equivalence ratio which we will call Φnom of each burner 10 as the main surrounding conditions vary.

Le condizioni al contorno note o misurabili prevalenti nel determinare le prestazioni del bruciatore 10 sono la portata di gas combustibile alimentato (e quindi la potenza termica erogata) ed il fatto che a quel bruciatore 10 siano in quel momento alimentati o meno i gas provenienti dal mesobruciatore 60. The known or measurable boundary conditions prevailing in determining the performance of the burner 10 are the flow rate of fuel gas supplied (and therefore the thermal power supplied) and the fact that the gases coming from the mesobburner are at that moment supplied or not to that burner 10. 60.

La portata di gas combustibile è chiaramente nota in sede di prove sperimentali ma non lo è nei bruciatori 10 predisposti alla diffusione commerciale. Non sarebbe infatti economicamente possibile introdurre in tutti i bruciatori 10 un flussimetro. Nei bruciatori 10 commerciali adottati per la cottura la potenza erogata, e quindi la portata di gas combustibile, è controllata direttamente dall’utilizzatore del piano cottura 100 che imposta l’apertura della valvola 132 del rubinetto del gas combustibile 301 e quindi il termine The flow rate of combustible gas is clearly known in experimental tests but it is not so in the burners 10 set up for commercial diffusion. In fact, it would not be economically possible to introduce a flow meter in all the burners 10. In the commercial burners 10 adopted for cooking, the power delivered, and therefore the flow of combustible gas, is controlled directly by the user of the hob 100 who sets the opening of the valve 132 of the fuel gas tap 301 and therefore the term

dell’equazione 2. In ragione di ciò è possibile omettere la misura diretta della portata di gas combustibile ma rilevare esclusivamente la posizione della valvola del gas ad esempio applicando un encoder 133 che dia indicazione del grado di chiusura del rubinetto stesso. È infatti lecito attendersi che la pressione di rete sia prossima ai valori nominali e che le principali variazioni di pressione siano legate alle scelte dell’utilizzatore. Alternativamente in caso il rubinetto 132 fosse di tipo elettronico la posizione potrebbe anche essere calcolata a partire dal segnale elettrico di regolazione ad esso inviato. of equation 2. For this reason, it is possible to omit the direct measurement of the fuel gas flow rate but only detect the position of the gas valve, for example by applying an encoder 133 that indicates the degree of closure of the tap itself. In fact, it is reasonable to expect that the network pressure is close to nominal values and that the main pressure variations are related to the user's choices. Alternatively, if the tap 132 were of the electronic type, the position could also be calculated starting from the electrical adjustment signal sent to it.

L’alimentazione o meno del flusso 340 proveniente dal mesobruciatore 60 può influire sull’individuazione di Φnom ed è quindi opportuno fare le prove sia in presenza di tale portata di gas che in sua assenza. Si noti come ciò sia rilevante in particolare in presenza di bruciatori 10 con aspirazione dell’aria 310 al di sopra della superficie 101 del piano cottura 100. Tale variabile, definita come può di fatto essere un termine che ammette due valori, 0 e 1, a seconda che la portata di gas 340 proveniente dal mesobruciatore 60 non sia alimentata al bruciatore 10 (valore assunto: 0) o lo sia (valore assunto: 1). The feeding or not of the flow 340 coming from the mesobburner 60 can affect the identification of Φnom and it is therefore advisable to carry out the tests both in the presence of this gas flow and in its absence. It should be noted how this is particularly relevant in the presence of burners 10 with air intake 310 above the surface 101 of the hob 100. This variable, defined as it can in fact be a term that admits two values, 0 and 1, depending on whether the gas flow 340 coming from the mesoburner 60 is not supplied to the burner 10 (assumed value: 0) or is (assumed value: 1).

Applicando il medesimo impianto sperimentale è possibile valutare oltre che l’efficienza anche le emissioni delle principali specie chimiche indesiderate, in particolare CO e NOx. By applying the same experimental system, it is possible to evaluate not only the efficiency but also the emissions of the main unwanted chemical species, in particular CO and NOx.

Ad esempio ponendo la pentola 120 all’interno di un condotto ad essa coassiale ma di diametro maggiore, tale da creare un’intercapedine tra la pentola 120 ed il condotto stesso, si possono prelevare i gas che risalgono lungo la superficie laterale della pentola e valutarne la composizione. For example, by placing the pot 120 inside a conduit coaxial to it but with a larger diameter, such as to create an interspace between the pot 120 and the conduit itself, it is possible to take the gases that rise along the lateral surface of the pot and evaluate them the composition.

Per confrontare diverse condizioni operative potrebbe essere applicato ad esempio un approccio volto ad esprimere la frazione molare di CO e NOx riferita a gas secchi, rispetto ad una determinata frazione molare di ossigeno. Questo metodo risulta infatti comodo perché evita di introdurre sistemi di elaborazione dei dati più complessi. To compare different operating conditions, for example, an approach aimed at expressing the mole fraction of CO and NOx referred to dry gases, with respect to a determined mole fraction of oxygen, could be applied. This method is in fact convenient because it avoids introducing more complex data processing systems.

Se si considera un flusso contente una determinata frazione di inquinanti espressa in ppmvd (parti per milione volumetriche di gas secchi) e avente una certa frazione molare di ossigeno (y% O2), è possibile riportare tale frazione riferendola ad un determinato valore di frazione molare di ossigeno (x% O2) tramite l’equazione 19: If we consider a flow containing a certain fraction of pollutants expressed in ppmvd (volumetric parts per million of dry gases) and having a certain mole fraction of oxygen (y% O2), it is possible to report this fraction by referring it to a certain mole fraction value of oxygen (x% O2) via equation 19:

Avendo così il valore espresso in ppmvd delle diverse specie chimiche analizzate e la frazione molare di O2 grazie alla misura condotta dall’analizzatore dei fumi, si possono ottenere dei valori che confrontano le emissioni al variare del rapporto d’equivalenza alimentato e delle variabili sulle quali si è impostata la ricerca di Φnom. Having thus the value expressed in ppmvd of the various chemical species analyzed and the mole fraction of O2 thanks to the measurement carried out by the flue gas analyzer, it is possible to obtain values that compare the emissions as the equivalence ratio fed and the variables on which you have set the search for Φnom.

Oltre che all’efficienza energetica e al contenuto di specie indesiderate, la scelta del Φnom può basarsi anche su considerazioni che riguardano la precisione di cottura e la sicurezza del dispositivo. In addition to energy efficiency and the content of unwanted species, the choice of Φnom can also be based on considerations regarding the cooking precision and safety of the device.

Siccome si è supposto di modificare bruciatori 10 già presenti in commercio è possibile ritenere di disporre del campo di funzionamento del bruciatore 10 senza bisogno di fare altre prove. Per migliorare la precisione di cottura è obiettivo del progettista ampliare al massimo il range di regolazione possibile e quindi il rapporto tra potenza massima e minima del bruciatore 10. Questo può portare però a condizioni prossime ai limiti di stabilità definiti dal campo di funzionamento e tipicamente tale rapporto è limitato nei bruciatori 10 commerciali, che operano a geometria fissa, a valori compresi tra 2 e 3. Tenendo conto del fatto che grazie al bruciatore 10 meccatronico è possibile variare la geometria per rispondere ai cambiamenti delle condizioni al contorno si può cercare di ampliare questo range facendo sì che nei punti critici il Φnom non sia legato solo a parametri prestazionali ( ed emissioni indesiderate) ma anche alla capacità di avere un sistema in grado di operare stabilmente e avere tempo di regolarsi di conseguenza in presenza di improvvise e rilevanti variazioni delle condizioni al contorno. Since it has been assumed to modify burners 10 already present on the market, it is possible to assume that the operating range of the burner 10 is available without the need to carry out other tests. To improve cooking precision, it is the designer's objective to expand the possible adjustment range to the maximum and therefore the ratio between the maximum and minimum power of the burner 10. However, this can lead to conditions close to the stability limits defined by the operating range and typically such. ratio is limited in commercial burners 10, which operate with a fixed geometry, to values between 2 and 3. Taking into account that thanks to the mechatronic burner 10 it is possible to vary the geometry to respond to changes in the surrounding conditions, it is possible to try to expand this range ensuring that at critical points the Φnom is not only linked to performance parameters (and unwanted emissions) but also to the ability to have a system capable of operating stably and having time to adjust accordingly in the presence of sudden and significant variations in boundary conditions.

Siccome il bruciatore 10 intraprenderà un transitorio termico dal momento dell’accensione fino al raggiungimento di condizioni stazionarie è possibile effettuare prove che tengano conto di ciò per variare eventualmente il rapporto di equivalenza ottimale in funzione della temperatura del bruciatore. In particolare è possibile partire da bruciatore a temperatura ambiente accenderlo e monitorare le emissioni al crescere della temperatura, imponendo grazie ai flussimetri un rapporto d’equivalenza costante. Tale analisi ripetuta per diversi rapporti d’equivalenza consente di implementare eventuali correzioni del rapporto d’equivalenza nominale precedentemente ottenuto, sempre per diverse potenze termiche e in presenza o meno del flusso 340 proveniente dal mesobruciatore 60. Since the burner 10 will undertake a thermal transient from the moment of ignition until reaching stationary conditions, it is possible to carry out tests that take this into account to possibly vary the optimal equivalence ratio as a function of the burner temperature. In particular, it is possible to start from the burner at room temperature, turn it on and monitor the emissions as the temperature rises, imposing a constant equivalence ratio thanks to the flow meters. This repeated analysis for different equivalence ratios allows you to implement any corrections of the nominal equivalence ratio previously obtained, again for different thermal powers and with or without the flow 340 coming from the mesobburner 60.

Quanto sin qui descritto fornisce dunque gli elementi per definire il rapporto d’equivalenza ottimale che si desidera realizzare durante la cottura, mantenendolo costante al variare delle condizioni al contorno: What has been described so far therefore provides the elements to define the optimal equivalence ratio that you want to achieve during cooking, keeping it constant as the surrounding conditions vary:

Una decima fase del procedimento prevede la realizzazione di bruciatori ad induzione atmosferica a geometria variabile. A tenth phase of the procedure involves the construction of atmospheric induction burners with variable geometry.

Per poter effettuare regolazioni del processo di combustione variando la portata d’aria aspirata 310 al fine di operare con il rapporto d’equivalenza desiderato è necessario introdurre sistemi motorizzati che consentano di variare la geometria dei bruciatori 10 ad induzione atmosferica. In order to make adjustments to the combustion process by varying the intake air flow 310 in order to operate with the desired equivalence ratio, it is necessary to introduce motorized systems that allow to vary the geometry of the atmospheric induction burners 10.

Sull’eiettore 20 bisogna dunque installare sistemi di regolazione della portata d’aria 50. Questi sono solitamente regolati manualmente e vi sono diverse soluzioni tecniche riportate in letteratura. On the ejector 20 it is therefore necessary to install air flow regulation systems 50. These are usually adjusted manually and there are various technical solutions reported in the literature.

Per poter attuare una regolazione automatica è necessario introdurre degli attuatori 53 che consentano la traslazione dei componenti ad esempio associando un determinato spostamento fisico (ad esempio un avanzamento o arretramento di un otturatore 51, 52 di un dato valore di millimetri) al numero di passi compiuto da un motore passo-passo rispetto ad una assegnata posizione iniziale. In order to carry out an automatic adjustment, it is necessary to introduce actuators 53 which allow the translation of the components, for example by associating a certain physical movement (for example an advance or backward movement of a shutter 51, 52 by a given value of millimeters) to the number of steps taken. by a stepping motor with respect to an assigned initial position.

L’inserimento di simili dispositivi è semplice ed economico in bruciatori 10 ad induzione atmosferica con aspirazione dell’aria primaria 310 al di sotto della superficie 101 del piano cottura 100 e risulta più complesso in bruciatori 10 con aspirazione dell’aria al di sopra della superficie 101 del piano cottura 100 poiché i componenti mobili possono essere toccati dall’utilizzatore durante le procedure di pulizia e possono essere sporcati a causa del processo di cottura. The insertion of such devices is simple and economical in atmospheric induction burners 10 with primary air intake 310 below the surface 101 of the hob 100 and is more complex in burners 10 with air intake above the surface 101 of the hob 100 since the moving components can be touched by the user during the cleaning procedures and can be soiled due to the cooking process.

Una undicesima fase del procedimento prevede la definizione dell’espressione di R. An eleventh phase of the procedure provides for the definition of the expression of R.

Analogamente a quanto fatto per il mesobruciatore 60 nella quarta fase del procedimento è necessario ricavare l’espressione di R per i diversi bruciatori 10 ad induzione atmosferica per i quali è stato definito Φnom (come indicato nella nona fase del procedimento) e si è installato un sistema di regolazione dell’aria aspirata (come indicato nella decima fase del procedimento). Similarly to what was done for the mesobburner 60 in the fourth phase of the procedure, it is necessary to obtain the expression of R for the different atmospheric induction burners 10 for which Φnom has been defined (as indicated in the ninth phase of the procedure) and a intake air regulation system (as indicated in the tenth stage of the procedure).

È dunque possibile alimentare una portata nota di gas combustibile 301 di composizione nota al bruciatore 10 oggetto della campagna sperimentale, e analizzando la composizione dei fumi con le metodologie descritte nella quarta fase del procedimento, ottenere l’espressione di R. It is therefore possible to feed a known flow rate of combustible gas 301 of known composition to the burner 10 object of the experimental campaign, and by analyzing the composition of the fumes with the methods described in the fourth phase of the procedure, obtain the expression of R.

Rispetto a quanto descritto nella quarta fase del procedimento vi è però una variabile in più da considerare nella descrizione della funzione di R dato che ora la geometria dell’eiettore 20 è variabile. Si possono così ricostruire delle curve come quella riportata in figura 15 per ciascuno dei bruciatori 10 che saranno adottati nel piano cottura 100. Compared to what is described in the fourth phase of the procedure, however, there is one more variable to consider in the description of the function of R since now the geometry of the ejector 20 is variable. It is thus possible to reconstruct curves such as that shown in figure 15 for each of the burners 10 that will be used in the hob 100.

Andando dunque a scrivere l’espressione di R si ha: Going therefore to write the expression of R we have:

Dove la complessa espressione del coefficiente di riduzione di portata si può immaginare possa assumere ad esempio una forma analoga all’equazione 13, del tipo: Where the complex expression of the flow rate reduction coefficient can be imagined, for example, it can take a form similar to equation 13, such as:

Dove ωrif è il coefficiente di riduzione di portata che si avrebbe con tutte le grandezze misurate in condizioni di riferimento e dove α’, β’, γ’, δ’, τ’ indicano dei coefficienti ricavati sperimentalmente o delle funzioni che coinvolgono tutti o parte degli altri parametri misurati sempre ottenute tramite analisi dei risultati empirici. Where ωrif is the flow rate reduction coefficient that would occur with all the quantities measured under reference conditions and where α ', β', γ ', δ', τ 'indicate coefficients obtained experimentally or functions involving all or part of the other measured parameters always obtained through analysis of the empirical results.

Una dodicesima fase del procedimento prevede l’implementazione della sensoristica e degli attuatori da implementare nei bruciatori ad induzione atmosferica. A twelfth phase of the procedure involves the implementation of sensors and actuators to be implemented in atmospheric induction burners.

I diversi bruciatori ad induzione atmosferica che saranno installati nel piano cottura debbono quindi disporre di: The various atmospheric induction burners that will be installed in the hob must therefore have:

• trasduttore 133 di posizione del rubinetto 132 del gas combustibile. Ad esempio si può fare uso di un encoder che consenta di rilevare l’effettiva posizione della valvola 132 controllata dall’utilizzatore; • position transducer 133 of the fuel gas cock 132. For example, you can use an encoder that allows you to detect the actual position of the valve 132 controlled by the user;

• sensore di temperatura 140 inserito nel condotto 134 di alimentazione del gas combustibile o nel corpo dell’iniettore 40; • temperature sensor 140 inserted in the fuel gas supply duct 134 or in the injector body 40;

• sensore di temperatura dell’aria 150 collocato in prossimità del condotto di aspirazione 21 dell’eiettore 20; • air temperature sensor 150 located near the intake duct 21 of the ejector 20;

• sensore di temperatura 35 integrato nel bruciatore 10; • temperature sensor 35 integrated in burner 10;

• attuatore elettromeccanico 53 (ad esempio un motore passo-passo) predisposto al controllo del regolatore d’aria 51, 52 dotato eventualmente di encoder. • electromechanical actuator 53 (for example a stepping motor) designed to control the air regulator 51, 52 possibly equipped with an encoder.

Per quanto concerne il procedimento di funzionamento del piano di cottura 100 per mezzo della centralina di controllo 200, il procedimento può comprendere fasi delineate nei diagrammi di flusso delle figure 16, 17 e 18. As regards the method of operation of the hob 100 by means of the control unit 200, the method may comprise steps outlined in the flow diagrams of figures 16, 17 and 18.

Nelle fasi di procedimento per il funzionamento delle macro-componenti mesobruciatore 60, bruciatori 10 e centralina di comando 200 si fa riferimento ad equazioni matematiche che hanno gli stessi simboli utilizzati sopra per descrivere il procedimento di realizzazione del piano cottura 100. Nel seguito della trattazione, per maggiore chiarezza, tutte le variabili che fanno riferimento al mesobruciatore saranno indicate con il pedice “meso” mentre in assenza di tale pedice le variabili saranno legate al singolo bruciatore preso in esame. Fa eccezione il termine IIon che chiaramente è legato esclusivamente alle misure condotte sul mesobruciatore. In the process steps for the operation of the macro-components mesobburner 60, burners 10 and control unit 200 reference is made to mathematical equations which have the same symbols used above to describe the manufacturing process of the hob 100. In the rest of the discussion, for greater clarity, all the variables that refer to the mesobburner will be indicated with the subscript "meso" while in the absence of this subscript the variables will be linked to the single burner under consideration. The exception is the term IIon which is clearly linked exclusively to the measurements carried out on the mesobburner.

La centralina di controllo 200 ha il compito di ricevere i diversi segnali di input provenienti dai sensori collocati nel piano cottura 100, elaborarli e, grazie agli algoritmi in essa implementati, impartire diverse istruzioni. The control unit 200 has the task of receiving the various input signals coming from the sensors located in the hob 100, processing them and, thanks to the algorithms implemented therein, imparting various instructions.

Queste istruzioni riguardano: These instructions cover:

• le funzioni legate all’ignizione del mesobruciatore 60 (ed eventualmente anche degli altri bruciatori 10); • the functions related to the ignition of the mesobburner 60 (and possibly also of the other burners 10);

• le funzioni di sicurezza del piano cottura 100; • le funzioni di controllo del processo di combustione; • the safety functions of the hob 100; • the control functions of the combustion process;

• la funzione di raffreddamento; • the cooling function;

Volendo soffermarsi sulla logica di regolazione della combustione, nelle figure 16-18 sono riportati degli esempi di diagramma di flusso che riguardano tale aspetto e che potrebbero dunque essere integrati nella centralina 200. Wanting to dwell on the combustion regulation logic, figures 16-18 show examples of flow diagrams concerning this aspect and which could therefore be integrated into the control unit 200.

Sono dunque esclusi dagli schemi il dettaglio del processo di accensione del mesobruciatore 60, le logiche riguardanti la "sicurezza" del dispositivo, e la funzione di raffreddamento. The details of the ignition process of the mesobburner 60, the logics concerning the "safety" of the device, and the cooling function are therefore excluded from the diagrams.

Per semplicità sono anche state omesse le condizioni di uscita dai loop riportati nei diagrammi poiché non rilevanti nell'ottica di trasmettere con immediatezza il processo di regolazione della combustione. Tali condizioni d'uscita possono essere blocchi dovuti a condizioni di sicurezza (ad esempio un mancato rilevamento di fiamma) o più banalmente il fatto che l'utente ha spento il bruciatore 10 poiché terminata la cottura. For simplicity, the output conditions from the loops shown in the diagrams have also been omitted since they are not relevant in order to immediately transmit the combustion regulation process. These exit conditions can be blocks due to safety conditions (for example a lack of flame detection) or more simply, the fact that the user has turned off the burner 10 since cooking is finished.

Si è inoltre omessa la descrizione relativa alla possibilità che la centralina possa agire anche sul grado di apertura della valvola 132 andando a variare quindi anche la portata di gas combustibile alimentata al singolo bruciatore 10 preso in esame. Furthermore, the description relating to the possibility that the control unit can also act on the degree of opening of the valve 132 has also been omitted, thus also varying the flow rate of combustible gas supplied to the single burner 10 under consideration.

I diagrammi descrivono il processo di funzionamento del piano cottura 100 per regolare il processo di combustione. The diagrams describe the operating process of the hob 100 to regulate the combustion process.

In figura 16 è mostrato il diagramma di flusso per l’ottenimento del rapporto di equivalenza Φmeso.Figure 16 shows the flow chart for obtaining the Φmeso equivalence ratio.

Il primo passaggio 600 connesso alla regolazione del processo di combustione tramite l’uso del mesobruciatore 60 consiste nella definizione dell’effettivo rapporto d’equivalenza di tale compatto bruciatore. Un primo passo preliminare 604 è connesso alla valutazione dell’idoneità della portata di gas combustibile al fine di ottenere corrette correlazioni tra la corrente di ionizzazione e ed il rapporto d’equivalenza. Considerazioni in merito a ciò sono già state esposte nella sesta fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100 e non saranno qui riprese. The first step 600 connected to the regulation of the combustion process through the use of the mesobburner 60 consists in defining the actual equivalence ratio of this compact burner. A first preliminary step 604 is connected to the assessment of the suitability of the fuel gas flow rate in order to obtain correct correlations between the ionization current and and the equivalence ratio. Considerations regarding this have already been set out in the sixth phase of the manufacturing process of the hob 100 and will not be taken up here.

Il procedimento 600 prevede l’accensione con successo di almeno un bruciatore 601, l’avvio della procedura di accensione del mesobruciatore 602. Avviene quindi un controllo per verificare se il mesobruciatore 60 si sia acceso con successo 603. Se il mesobruciatore 60 si è acceso con successo allora si valuta la portata di gas 604 del mesobruciatore 60. Se la portata di gas del mesobruciatore 60 è idonea 606 allora si misurano i parametri IIon 607, The procedure 600 provides for the successful ignition of at least one burner 601, the start of the ignition procedure of the mesobburner 602. A check is then carried out to verify whether the mesobburner 60 has successfully ignited 603. If the mesobburner 60 has ignited then the gas flow rate 604 of the mesobburner 60 is evaluated successfully. If the gas flow rate of the mesobburner 60 is suitable 606 then the parameters IIon 607 are measured,

611. In termini generali si è voluto riportare nel diagramma tra le variabili di input necessarie alla definizione di Φmeso anche la portata volumetrica di gas combustible in modo da avere una descrizione più generale possibile degli algoritmi di regolazione. Fatta questa premessa è dunque possibile comprendere come una volta che alla centralina 200 sono pervenuti i segnali relativi a che sono a loro volta misurati grazie alla sensoristica riassunta nella sesta fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100, è possibile ottenere il valore di Φmeso 612 facendo uso dell’equazione 16 ed eventualmente, nel caso i rilievi empirci ne provino l’idoneità, della sua formulazione secondo l’equazione 17 e quindi proseguire 700 in figura 17. 611. In general terms, we wanted to report in the diagram between the input variables necessary for the definition of Φmeso also the volumetric flow rate of combustible gas in order to have a description as general as possible of the regulation algorithms. Having made this premise, it is therefore possible to understand how once the control unit 200 has received the signals relating to which are in turn measured thanks to the sensors summarized in the sixth phase of the process for manufacturing the hob 100, it is possible to obtain the value of Φmeso 612 making use of equation 16 and possibly, if the empirical findings prove its suitability, of its formulation according to equation 17 and then continue 700 in figure 17.

Se il mesobruciatore non fosse acceso con successo 603, allora si ripeterebbero i tentativi di accensione 605. Se i tentativi sono inferiori ad un determinato numero N prefissato allora si torna all’avvio della procedura di accensione del mesobruciatore 602. Se invece il mesobruciatore 60 non si accendesse dopo N tentativi allora si prosegue con la fase 800 di figura 18. If the mesobburner was not successfully ignited 603, then the ignition attempts 605 would be repeated. If the attempts are less than a predetermined number N then you go back to starting the ignition procedure of the mesobburner 602. If instead the mesobburner 60 does not lights up after N attempts then proceed with phase 800 of figure 18.

Se la portata di gas 606 non fosse idonea allora si prosegue con la fase 800 di figura 18. If the gas flow rate 606 is not suitable, then proceed with phase 800 of figure 18.

Risulta a questo punto comodo riscrivere il valore di Φmeso effettivo ottenuto rapportandolo ad un valore che si dovrebbe avere in condizioni nominali (ad esempio si può assumere il valore di R di progetto menzionato nella terza fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100 a cui per una determinata composizione del gas combustibile e per un determinato rapporto delle temperature di aria e gas combustibile, corrisponde un preciso Φmeso-nom). At this point, it is convenient to rewrite the actual Φmeso value obtained by comparing it to a value that should be had in nominal conditions (for example, the design R value mentioned in the third phase of the process for manufacturing the hob 100 can be assumed. a determined composition of the combustible gas and for a determined ratio of the temperatures of air and combustible gas, corresponds to a precise Φmeso-nom).

Di fatto ciò comporta l’esprimere un rapporto tra il rapporto d’equivalenza effettivo, che è un termine variabile, ed un rapporto d’equivalenza nominale, che risulta dunque in una costante, con la finalità di trasmettere con immediatezza un’indicazione di quanto ci si sia allontanati nelle condizioni di funzionamento effettive dalle condizioni di riferimento, fornendo quindi con altrettanta immediatezza un’idea dell’entità della regolazione del processo di combustione che si dovrà adottare. In fact, this involves expressing a relationship between the actual equivalence ratio, which is a variable term, and a nominal equivalence ratio, which therefore results in a constant, with the aim of immediately transmitting an indication of how much the actual operating conditions have moved away from the reference conditions, thus providing with equal immediacy an idea of the extent of the regulation of the combustion process that will have to be adopted.

Tale rapporto può essere definito come: This relationship can be defined as:

Nella procedura 700 di figura 17 si calcola la geometria necessaria per ottenimento rapporto di equivalenza voluto Φnom. In the procedure 700 of figure 17 the geometry necessary to obtain the desired equivalence ratio Φnom is calculated.

Il processo di regolazione della combustione 700 è da attuarsi nel caso in cui il mesobruciatore 60 sia funzionante e le condizioni al contorno idonee per l’applicazione degli algoritmi ad esso connessi, come viene verificato 701. The process of regulating combustion 700 is to be implemented in the event that the mesobburner 60 is functioning and the surrounding conditions are suitable for the application of the algorithms connected to it, as is verified 701.

Innanzitutto è possibile individuare 712 per il generico bruciatore 10 preso in esame quale sia il rapporto d’equivalenza ottimale, individuato dalla centralina note le variabili e l’equazione numero 20, cioè misurati 710, 709 e 711 Per comodità analitica rispetto alla definizione del termine K1 descritto dall’equazione 23 si può dunque scrivere il valore di Φnom ottenuto rapportandolo al rapporto d’equivalenza nominale del mesobruciatore 60 (che, come già discusso, è un termine costante): First of all it is possible to identify 712 for the generic burner 10 under consideration which is the optimal equivalence ratio, identified by the control unit known the variables and the equation number 20, i.e. measured 710, 709 and 711 For analytical convenience with respect to the definition of the term K1 described by equation 23 we can therefore write the value of Φnom obtained by relating it to the nominal equivalence ratio of the mesobburner 60 (which, as already discussed, is a constant term):

A questo punto è possibile introdurre un altro termine che definiremo K3 che miri ad introdurre una correzione della regolazione legata a ragioni di sicurezza. Nella nona fase di realizzazione del piano cottura 100 si è descritto come la definizione del termine Φnom se finalizzata a massimizzare il range di regolazione possa nelle condizioni più estreme di tale intervallo doversi basare non più solamente su considerazioni connesse a termini prestazionali (efficienza ed emissioni) ma anche a concetti finalizzati all’assicurare la capacità del bruciatore 10 di operare in condizioni stabili in presenza di repentine variazioni delle condizioni al contorno. A ciò bisogna aggiungere anche il fatto che ad ogni misura eseguita e correlazione adottata corrisponde una ben definita incertezza. Queste incertezze devono essere propagate fino alla definizione dell’incertezza propria della regolazione geometrica dell’eiettore 20. In particolare è ragionevole attendersi che l’incertezza sia tanto più elevata quanto più è rilevante la regolazione richiesta dal sistema e quanto più si è vicini a condizioni di instabilità del sistema. At this point it is possible to introduce another term that we will define K3 that aims to introduce a correction of the regulation linked to safety reasons. In the ninth phase of construction of the hob 100 it was described how the definition of the term Φnom if aimed at maximizing the adjustment range may, in the most extreme conditions of this range, no longer have to be based solely on considerations related to performance terms (efficiency and emissions) but also to concepts aimed at ensuring the ability of the burner 10 to operate in stable conditions in the presence of sudden variations in the surrounding conditions. To this we must also add the fact that a well-defined uncertainty corresponds to each measurement performed and correlation adopted. These uncertainties must be propagated up to the definition of the uncertainty inherent in the geometric regulation of the ejector 20. In particular, it is reasonable to expect that the uncertainty will be higher the more the regulation required by the system is relevant and the closer one is to conditions system instability.

Per quanto sin qui esposto è chiaro che K3 possa esprimere una correzione di Φnom, che chiameremo Φ’nom, e che possa essere scritto come: As explained so far, it is clear that K3 can express a correction of Φnom, which we will call Φ’nom, and that it can be written as:

Così facendo si può dunque ottenere il rapporto d’equivalenza che il sistema mirerà a realizzare tramite la regolazione dell’eiettore 20. By doing so, it is therefore possible to obtain the equivalence ratio that the system will aim to achieve by adjusting the ejector 20.

Tramite semplici passaggi matematici si ottiene: Through simple mathematical steps we obtain:

Ottenuto K è possibile dunque calcolare la regolazione geometrica dell’eiettore 20 del singolo bruciatore 10 preso in esame al fine di ottenere il rapporto d’equivalenza Φ’nom desiderato. Once K is obtained, it is therefore possible to calculate the geometric adjustment of the ejector 20 of the single burner 10 under consideration in order to obtain the desired Φnom equivalence ratio.

Omettendo i passaggi analitici, richiamando l’equazione di stato dei gas ideali, ricordando che aria e gas combustibile sono alla medesima pressione e che sia il mesobruciatore 60 che ogni altro bruciatore 10 del piano cottura 100 ricevono un gas combustibile 301, 302 di medesima composizione (e quindi medesimo Omitting the analytical steps, recalling the equation of state of ideal gases, remembering that air and combustible gas are at the same pressure and that both the mesobburner 60 and any other burner 10 of the hob 100 receive a combustible gas 301, 302 of the same composition (and therefore same

medesima massa molare MMgas) si ottiene: same molar mass MMgas) we obtain:

Da cui si può ottenere la regolazione geometrica da imporre, noti i parametri Taria-meso 702, Tgas-meso 703, Tb- From which the geometric regulation to be imposed can be obtained, known the parameters Taria-meso 702, Tgas-meso 703, Tb-

meso 704, 705, 706, Taria 707, Tgas 708, Tb 709, Pgas 710, gasmeso 711, risolvendo per via esplicita, nel caso fosse possibile, o per via iterativa l’equazione 29: meso 704, 705, 706, Taria 707, Tgas 708, Tb 709, Pgas 710, gasmeso 711, by solving equation 29 explicitly, if possible, or iteratively:

La centralina 200 è dunque in grado grazie alle correlazioni che descrivono R e Rmeso ottenute nella quarta e nell’undicesima fase del procedimento di realizzazione del piano cottura 100 di calcolare 712, grazie alle variabili di input 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, quella che deve essere la posizione del sistema di regolazione d’aria 50 per ottenere il rapporto d’equivalenza ottimale voluto. Se la geometria effettiva 713 è diversa dalla geometria calcolata 712, 714 allora bisogna modificare la geometria del bruciatore 10 i-esimo 715 e quindi tornare alla procedura 604 del diagramma di figura 16, altrimenti se la geometria effettiva è uguale alla geometria calcolata 714 allora si tona alla procedura 604 del diagramma di figura 16 senza effettuare alcuna regolazione. Dunque, come si vede dal procedimento 700, è possibile verificare se il sistema di regolazione d’aria 50 sia già nella posizione corretta e in caso contrario fornire l’istruzione all’attuatore elettromeccanico 53 su quanto traslare. The control unit 200 is therefore able, thanks to the correlations that describe R and Rmeso obtained in the fourth and eleventh phase of the process of making the hob 100, to calculate 712, thanks to the input variables 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, what must be the position of the air regulation system 50 to obtain the desired optimal equivalence ratio. If the actual geometry 713 is different from the calculated geometry 712, 714 then it is necessary to modify the geometry of the burner 10 i-th 715 and then return to procedure 604 of the diagram in figure 16, otherwise if the actual geometry is equal to the calculated geometry 714 then yes returns to procedure 604 of the diagram in figure 16 without making any adjustments. Therefore, as can be seen from procedure 700, it is possible to check whether the air regulation system 50 is already in the correct position and, if not, provide the electromechanical actuator 53 with instructions on how much to translate.

Se la portata del gas combustibile non è idonea 606 oppure se il numero di tentativi di accensione del mesobruciatore è maggiore di un numero N di tentativi 605, allora la procedura di funzionamento procede in 800 di figura 18, dove il bruciatore 10 i-esimo è attivo 801. If the fuel gas flow rate is not suitable 606 or if the number of ignition attempts of the mesobburner is greater than a number N of attempts 605, then the operating procedure proceeds in 800 of figure 18, where the 10 i-th burner is active 801.

Il procedimento 800 calcola la geometria necessaria per ottenimento rapporto di equivalenza voluto Φnom. Process 800 calculates the geometry necessary to obtain the desired equivalence ratio Φnom.

Il terzo diagramma di flusso 800 riguarda la situazione in cui il mesobruciatore 60 o non è funzionante o la misura del rapporto d’equivalenza tramite la corrente di ionizzazione non può essere ritenuta affidabile. Si sottolinea però che la situazione descritta dal diagramma 800 è anche applicabile a piani cottura meccatronici 100 sprovvisti di mesobruciatore 60. Infatti l’assenza del mesobruciatore 60 impedisce di effettuare regolazioni che tengano conto della variabilità della composizione del gas combustibile ma si possono comunque realizzare piani cottura meccatronici 100 in grado di tenere conto di tutte le altre variabili di interesse (Pgas, Tgas, Taria, Tb) misurandole 802, 803, 804 e 805, come previsto nell’esempio realizzativo dove manca il mesobruciatore 60. The third flow chart 800 concerns the situation in which the mesobburner 60 is either not functioning or the measurement of the equivalence ratio through the ionization current cannot be considered reliable. However, it should be emphasized that the situation described in diagram 800 is also applicable to mechatronic hobs 100 without a mesobburner 60. In fact, the absence of the mesobburner 60 prevents adjustments that take into account the variability of the composition of the combustible gas, but hobs can still be made. mechatronic cooking 100 capable of taking into account all the other variables of interest (Pgas, Tgas, Taria, Tb) by measuring them 802, 803, 804 and 805, as envisaged in the example where the mesobburner 60 is missing.

La procedura di funzionamento 800 permette dunque di far funzionare il piano di cottura 100 anche senza il mesobruciatore 60. The operating procedure 800 therefore makes it possible to operate the hob 100 even without the mesobburner 60.

Nel dettaglio è possibile assumere che il combustibile abbia una composizione di riferimento, idealmente quella che meglio rappresenta la qualità del gas combustibile 301, 302 distribuito nel mercato dove il piano cottura 100 è utilizzato, e così valutare la geometria effettiva 807 e facendo uso dell’equazione 21 calcolare la geometria necessaria 806 per avere il rapporto d’equivalenza desiderato. Se la geometria effettiva 807 è diversa dalla geometria calcolata 806, 808 allora è necessario modificare 809 la geometria del mesobruciatore i-esimo e quindi verificare, nel caso il mesobruciatore sia presente, 810 se il mesobruciatore 60 sia acceso. Se il mesobruciatore non è acceso allora si torna alle misure 802, 803, 804, 805, altrimenti se il mesobruciatore 60 è acceso allora si torna alla procedura 604 del diagramma di figura 16. Nel caso il piano cottura 100 non facesse uso del mesobruciatore 60 da 808 e 809 si tornerebbe sempre alla lettura delle misure 802, 803, 804, 805. In detail, it is possible to assume that the fuel has a reference composition, ideally the one that best represents the quality of the combustible gas 301, 302 distributed in the market where the hob 100 is used, and thus evaluate the actual geometry 807 and making use of the equation 21 calculate the necessary geometry 806 to have the desired equivalence ratio. If the actual geometry 807 is different from the calculated geometry 806, 808 then it is necessary to modify 809 the geometry of the i-th mesobburner and then check, if the mesobburner is present, 810 if the mesobburner 60 is on. If the mesobburner is not on then go back to measures 802, 803, 804, 805, otherwise if the mesobburner 60 is on then go back to procedure 604 of the diagram in figure 16. If the hob 100 does not use the mesobburner 60 from 808 and 809 it would always return to the reading of measures 802, 803, 804, 805.

Definendo la massa molare di tale combustibile di riferimento e con il corrispondente rapporto massico aria-combustibile stechiometrico, si ha che definendo innanzitutto il Φ’nom (riferendosi quindi all’equazione 20 ed integrandola eventualmente con le correzioni dovute alle considerazioni precedentemente espresse in merito all’incertezza delle misure e delle correlazioni) si ha: By defining the molar mass of this reference fuel and with the corresponding stoichiometric mass air-fuel ratio, we have that by defining first the Φ'nom (thus referring to equation 20 and possibly integrating it with the corrections due to the considerations previously expressed regarding the uncertainty of measurements and correlations) we have:

Da cui si ottiene la posizione geometrica del sistema di regolazione d’aria 50 risolvendo, eventualmente per via iterativa, l’equazione: From which the geometric position of the air regulation system 50 is obtained by solving, possibly by iterative way, the equation:

Notiamo infine che le espressioni di R sono state ottenute nell’esempio realizzativo sopra esposto facendo uso dell’equazione 4. Come visto tale espressione è riportato essere valida per bruciatori 10 aventi un’area delle sezioni di passaggio delle porte a cui sono ancorate le fiamme trascurabile dal punto di vista dell’effetto su R e più precisamente è riportato che il rapporto tra Ab e Ag sia maggiore di 1,5. Finally, we note that the expressions of R have been obtained in the embodiment set out above using equation 4. As seen, this expression is reported to be valid for burners 10 having an area of the passage sections of the doors to which the flames are anchored negligible from the point of view of the effect on R and more precisely it is reported that the ratio between Ab and Ag is greater than 1.5.

Se ciò non fosse verificato si può adottare l’equazione 5. Siccome tale espressione è ricavata analiticamente per condizioni isoterme, la si può riscrivere esplicitando il rapporto tra la densità del gas combustibile e quella dell’aria secondo la legge dei gas ideali e facendo ricadere nei coefficienti di perdita di carico gli ulteriori effetti legati alle variazioni di Tgas, Taria e Tb. If this were not verified, equation 5 can be adopted. Since this expression is obtained analytically for isothermal conditions, it can be rewritten by explaining the relationship between the density of the combustible gas and that of the air according to the law of ideal gases and making in the pressure drop coefficients the further effects linked to the variations of Tgas, Taria and Tb.

In particolare si può scrivere: In particular, it can be written:

Da cui deriva la riscrittura delle equazioni 9 e 18 nella forma: Hence the rewriting of equations 9 and 18 in the form:

Osservando le espressioni 34 e 35 è immediato notare che nell’applicarle nell’equazione 27 non si ottiene la semplificazione algebrica del termine MMgas (che è ignoto) come avveniva nel caso precedentemente discusso. È bene però a questo punto analizzare l’equazione 5. Observing expressions 34 and 35, it is immediate to note that applying them in equation 27 does not obtain the algebraic simplification of the term MMgas (which is unknown) as was the case in the case previously discussed. It is good, however, at this point to analyze equation 5.

L’equazione 5 può infatti essere riscritta come: Equation 5 can in fact be rewritten as:

Facendo riferimento al gas naturale e osservando che il rapporto molare stechiometrico tra aria e metano vale 9,5 si può notare come il termine A abbia un peso modesto nella determinazione di R. Infatti il modulo di A è pari nelle condizioni sopra menzionate a circa l’8% di B. Referring to natural gas and observing that the stoichiometric molar ratio between air and methane is 9.5, it can be noted that the term A has a modest weight in the determination of R. In fact, the modulus of A is equal in the conditions mentioned above to about 1 '8% of B.

Sempre facendo riferimento al gas naturale si può notare come A vari poco anche ipotizzando importanti variazioni della composizione quali il passare da gas G20 a gas G21 e G222 (rispettivamente del 8% e del - 7%). Nel complesso può quindi essere lecito introdurre nel termine A una massa molare di riferimento opportunamente scelta, così come è possibile sostituire sempre tale valore nei termini che andranno a moltiplicare o dividere A, senza dar luogo a significativi errori sulla regolazione. Still referring to natural gas, it can be noted that A varies little even assuming important changes in the composition such as the passage from gas G20 to gas G21 and G222 (respectively of 8% and -7%). Overall, it may therefore be legitimate to introduce a suitably chosen reference molar mass in the term A, just as it is possible to always replace this value in the terms that will multiply or divide A, without giving rise to significant errors on the regulation.

Nel dettaglio l’equazione 29 può quindi essere riscritta come: In detail, equation 29 can therefore be rewritten as:

Si noti che quanto qui sopra esposto è implementabile anche nel caso in cui l’equazione 4 o l’equazione 5 siano l’una applicabile a R e l’altra a Rmeso o viceversa. Infatti è sempre sufficiente sostituire alla massa molare del gas combustibile un valore di riferimento in tutti i termini dell’espressione finale ottenuta connessi al termine A dell’equazione 36. Note that the above can also be implemented in the event that equation 4 or equation 5 are the one applicable to R and the other to Rmeso or vice versa. In fact, it is always sufficient to replace the molar mass of the combustible gas with a reference value in all terms of the final expression obtained connected to term A of equation 36.

Per completezze della trattazione è possibile riportare anche l’espressione della regolazione geometrica nel caso in cui il mesobruciatore 60 non sia funzionante o sia assente, tenendo conto dell’equazione 35 e sostituendo dunque l’equazione 31 con: For completeness of the discussion it is also possible to report the expression of the geometric adjustment in the event that the mesobburner 60 is not functioning or is absent, taking into account equation 35 and therefore replacing equation 31 with:

Da ultimo è bene sottolineare che sebbene si sia fatto uso fin qui delle equazioni che descrivono R riportate in letteratura note all’autore (equazione 4 e 7), è possibile applicare la regolazione basata sulla presenza del mesobruciatore 60 in termini più generali per espressioni che, a seguito di rilievi empirici o di un’apposita progettazione, possono assumere le seguenti formulazioni: Finally, it should be noted that although use has been made so far of the equations describing R reported in the literature known to the author (equations 4 and 7), it is possible to apply the regulation based on the presence of mesobburner 60 in more general terms for expressions that , following empirical findings or a specific design, they can take the following formulations:

Dove sia verificato: Where is it verified:

Si è così: Yes, it is:

• riscritta l’espressione di R e Rmeso in termini generali come il prodotto di due funzioni indipendenti (rispettivamente f e g, e fmeso e gmeso) dove la prima tiene conto di tutte le variabili fisiche di interesse tranne la composizione chimica del gas combustibile, che è invece specificatamente la sola variabile da cui dipende la seconda funzione. • rewritten the expression of R and Rmeso in general terms as the product of two independent functions (respectively f and g, and fmeso and gmeso) where the first takes into account all the physical variables of interest except the chemical composition of the combustible gas, which is instead specifically the only variable on which the second function depends.

• Ipotizzato che variazioni della composizione abbiano il medesimo effetto sui bruciatori analizzati e sul mesobruciatore 60 tenendo conto che il combustibile è il medesimo per tutti i suddetti componenti e per quanto suggerito dalle equazioni 4 e 7. • Assuming that variations in the composition have the same effect on the burners analyzed and on the mesobburner 60, taking into account that the fuel is the same for all the aforementioned components and as suggested by equations 4 and 7.

Per quanto scritto sopra l’equazione 27 può dunque essere riformulata in termini generali applicando l’equazione di stato dei gas ideali, per gas combustibile e aria a pressione atmosferica, in modo da isolare il termine f e così ottenere la regolazione geometrica da attuare sul singolo bruciatore preso in esame mediante l’equazione 42: For what is written above, equation 27 can therefore be reformulated in general terms by applying the equation of state of ideal gases, for fuel gas and air at atmospheric pressure, in order to isolate the term f and thus obtain the geometric regulation to be implemented on the single burner examined by equation 42:

L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the technical requirements.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI 1. Bruciatore (10) ad induzione atmosferica per un piano cottura (100) comprendente almeno una testa (30) ed almeno un eiettore (20), caratterizzato dal fatto che detto almeno un eiettore (20) del bruciatore (10) comprende almeno un sistema di regolazione di portata di aria (50) per regolare una portata di aria aspirata da detto almeno un eiettore (20) e detto bruciatore (10) prevedendo almeno una centralina di controllo (200) adatta a comandare almeno detto almeno un sistema di regolazione di portata di aria (50). CLAIMS 1. Atmospheric induction burner (10) for a hob (100) comprising at least one head (30) and at least one ejector (20), characterized in that said at least one ejector (20) of the burner (10) comprises at least one air flow rate regulation system (50) for regulating a flow rate of air sucked in by said at least one ejector (20) and said burner (10) providing at least one control unit (200) suitable for controlling at least said at least one regulation system of air flow (50). 2. Bruciatore (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un sistema di regolazione di portata aria (50) comprende almeno un attuatore elettromeccanico (53) montato con detto bruciatore (10), per controllare almeno un regolatore di portata d’aria aspirata (51, 52) ed adatto a passare da almeno una posizione aperta per regolare un passaggio di aria ad una posizione chiusa per impedire il passaggio di aria verso detto condotto eiettore (21) di detto almeno un eiettore (20). 2. Burner (10) according to claim 1, characterized in that said at least one air flow regulation system (50) comprises at least one electromechanical actuator (53) mounted with said burner (10), to control at least one flow regulator of sucked air (51, 52) and adapted to pass from at least one open position to regulate an air passage to a closed position to prevent the passage of air towards said ejector duct (21) of said at least one ejector (20). 3. Bruciatore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi (140, 150, 35, 130) per misurare una temperatura di un gas combustibile (Tgas) alimentato all’eiettore (20), una temperatura di aria (Taria) aspirata dall’eiettore (20), una temperatura (Tb) del bruciatore (10), una misura di potenza termica (Pgas) erogata dalla testa (30) del bruciatore (10), dove detta temperatura di gas combustibile (Tgas), detta temperatura di aria (Taria), detta temperatura di bruciatore (Tb) e detta potenza termica (Pgas) sono dati trasmessi a detta centralina di controllo (200). Burner (10) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that it provides means (140, 150, 35, 130) for measuring a temperature of a combustible gas (Tgas) fed to the ejector (20), a temperature of air (Taria) drawn in by the ejector (20), a temperature (Tb) of the burner (10), a measurement of thermal power (Pgas) delivered by the head (30) of the burner (10), where said gas temperature fuel (Tgas), said air temperature (Taria), said burner temperature (Tb) and said thermal power (Pgas) are data transmitted to said control unit (200). 4. Bruciatore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detta centralina di controllo (200) regola una alimentazione di gas combustibile (301) verso detto bruciatore (10). Burner (10) according to any one of claims 1-3, characterized in that said control unit (200) regulates a fuel gas supply (301) towards said burner (10). 5. Mesobruciatore (60) per co-operare con almeno un bruciatore (10) per un piano cottura (100) secondo le rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un eiettore (62), almeno una testa (63) ed almeno un mezzo di misura (64, 68) di una corrente di ionizzazione (Iion) connessa alla presenza di un processo di combustione e prevedendo almeno una centralina di controllo (200) adatta a comandare almeno detto almeno un sistema di regolazione di portata di aria (50) di detto almeno un bruciatore (10) per regolare una portata di aria aspirata da almeno un eiettore (20) di detto almeno un bruciatore (10). 5. Mesobburner (60) to co-operate with at least one burner (10) for a hob (100) according to claims 1-4, characterized in that it comprises at least one ejector (62), at least one head (63) and at least one measuring means (64, 68) of an ionization current (Iion) connected to the presence of a combustion process and providing at least one control unit (200) suitable for controlling at least said at least one air flow regulation system (50) of said at least one burner (10) to regulate a flow rate of air sucked in by at least one ejector (20) of said at least one burner (10). 6. Mesobruciatore (60) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di essere un bruciatore di dimensioni inferiori rispetto a detto almeno un bruciatore (10) del piano cottura (100). 6. Mesobburner (60) according to claim 5, characterized in that it is a burner of smaller dimensions than said at least one burner (10) of the hob (100). 7. Mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di misura (64, 68) di detta corrente di ionizzazione (Iion) comprende almeno un elettrodo (64) posizionato a valle del fronte di fiamma (106) ed un sensore di corrente di ionizzazione (68) collegato a detto almeno un elettrodo (64). 7. Mesobburner (60) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that said means (64, 68) for measuring said ionization current (Iion) comprises at least one electrode (64) positioned downstream of the flame front (106) and an ionization current sensor (68) connected to said at least one electrode (64). 8. Mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, caratterizzato dal fatto di essere installato all’interno di un compartimento (80) comprendente pareti, un condotto di ingresso (25) per aria (311) comprendente almeno una ventola (26) ed un condotto di uscita (85, 163) per fumi di scarico (340). 8. Mesobburner (60) according to any one of claims 5-7, characterized in that it is installed inside a compartment (80) comprising walls, an inlet duct (25) for air (311) comprising at least one fan ( 26) and an outlet pipe (85, 163) for exhaust fumes (340). 9. Mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-8, caratterizzato dal fatto di comprendere pareti solide (81) posizionate in modo da contenere almeno il fronte di fiamma (106) di detta testa (63) del mesobruciatore (60) ed evitare afflussi di aria diversa da quella aspirata (312) dall’almeno un eiettore (62) prima che i fumi 330 abbiano raggiunto l’elettrodo (64). Mesobburner (60) according to any one of claims 5-8, characterized in that it comprises solid walls (81) positioned so as to contain at least the flame front (106) of said head (63) of the mesobburner (60) and avoid inflows of air other than that sucked in (312) by the at least one ejector (62) before the fumes 330 have reached the electrode (64). 10. Mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-9, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi (71, 141, 151, 65) per misurare una temperatura di un gas combustibile (Tgas-meso) alimentato all’eiettore (62), una temperatura di aria (Taria-meso) aspirata dall’eiettore (62), una temperatura di testa (Tb-meso) della testa (63) del mesobruciatore (60), una misura di portata del gas combustibile immesso nel mesobruciatore (60), dove detta temperatura di un gas combustibile (Tgas-meso), detta temperatura di aria (Taria-meso), detta temperatura di testa (Tb-meso), detta misura di portata del gas combustibile sono dati trasmessi a detta centralina di controllo (200). 10. Mesobburner (60) according to any one of claims 5-9, characterized in that it provides means (71, 141, 151, 65) for measuring a temperature of a combustible gas (Tgas-meso) fed to the ejector (62) , a temperature of air (Taria-meso) sucked in by the ejector (62), a head temperature (Tb-meso) of the head (63) of the mesobburner (60), a flow rate measurement of the combustible gas introduced into the mesobburner (60 ), where said temperature of a combustible gas (Tgas-meso), said air temperature (Taria-meso), said head temperature (Tb-meso), said fuel gas flow rate measurement are data transmitted to said control unit (200). 11. Mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-10, caratterizzato dal fatto di essere installato all’interno di un compartimento (80) connesso ad almeno un nodo di distribuzione (160) per distribuire fumi di scarico (340) verso detto almeno un bruciatore (10) del piano cottura (100). 11. Mesobburner (60) according to any one of claims 1-10, characterized in that it is installed inside a compartment (80) connected to at least one distribution node (160) to distribute exhaust fumes (340) towards said at least one burner (10) of the hob (100). 12. Piano cottura (100), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un bruciatore (10) ad induzione atmosferica ed almeno una centralina di controllo (200) secondo le rivendicazioni 1-4. Hob (100), characterized in that it comprises at least one atmospheric induction burner (10) and at least one control unit (200) according to claims 1-4. 13. Piano cottura (100) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un mesobruciatore (60) secondo le rivendicazioni 5-11. 13. Cooktop (100) according to claim 12, characterized in that it comprises at least one mesobburner (60) according to claims 5-11. 14. Procedimento di realizzazione di un piano cottura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12 o 13, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di realizzazione di almeno un bruciatore (10) e di almeno un mesobruciatore (60) che comprende una fase di definizione di un rapporto di equivalenza ottimale (Φnom), una fase di definizione di un rapporto volumetrico (R) tra aria aspirata da un eiettore (20, 62) di detto bruciatore (10) e mesobruciatore (60) e gas combustibile alimentato (301, 302), una fase di realizzazione di detto almeno un bruciatore (10) adatto a regolare un processo di combustione variando una portata d’aria aspirata per mezzo di almeno un sistema di regolazione di portata d’aria (50) adatto a mantenere detto almeno un bruciatore (10) ad operare a condizioni del rapporto di equivalenza ottimale (Φnom). 14. Process for manufacturing a hob (100) according to any one of claims 12 or 13, characterized in that it comprises a step of manufacturing at least one burner (10) and at least one mesobburner (60) which comprises a step of definition of an optimal equivalence ratio (Φnom), a phase of definition of a volumetric ratio (R) between the air sucked in by an ejector (20, 62) of said burner (10) and mesobburner (60) and fuel gas supplied (301 , 302), a step of making said at least one burner (10) suitable for regulating a combustion process by varying an intake air flow rate by means of at least one air flow regulation system (50) suitable for maintaining said at least one burner (10) to operate under conditions of the optimal equivalence ratio (Φnom). 15. Procedimento di funzionamento di un piano cottura (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12 o 13, caratterizzato dal fatto che almeno una centralina di controllo (200) di detto piano cottura (100) attua detto procedimento di funzionamento, comprendendo una fase di rilevazione di accensione (801) di almeno un bruciatore (10) di detto piano cottura (100), una fase di misurazione (802, 803, 804, 805) di una temperatura di un gas combustibile (Tgas) alimentato ad almeno un eiettore (20) di detto almeno un bruciatore (10), una temperatura di aria (Taria) aspirata da detto almeno un eiettore (20), una temperatura (Tb) di detto almeno un bruciatore (10), una misura di potenza termica (Pgas) erogata da detto almeno un bruciatore (10), una fase di trasmissione a detta almeno una centralina di controllo (200) di dati comprendenti detta temperatura di gas combustibile (Tgas), detta temperatura di aria (Taria), detta temperatura del bruciatore (Tb) e detta potenza termica (Pgas), una fase di regolazione di una portata di aria per mezzo di un sistema di regolazione di aria (50) di detto piano cottura (100) in modo di ottenere un rapporto di equivalenza ottimale (Φnom) precedentemente calcolato in base a parametri di detto almeno un bruciatore (10). 15. Operating method of a hob (100) according to any one of claims 12 or 13, characterized in that at least one control unit (200) of said hob (100) carries out said operating method, comprising a step of ignition detection (801) of at least one burner (10) of said hob (100), a measurement step (802, 803, 804, 805) of a temperature of a combustible gas (Tgas) fed to at least one ejector ( 20) of said at least one burner (10), a temperature of air (Taria) sucked by said at least one ejector (20), a temperature (Tb) of said at least one burner (10), a measurement of thermal power (Pgas) delivered by said at least one burner (10), a transmission step to said at least one control unit (200) of data comprising said combustible gas temperature (Tgas), said air temperature (Taria), said burner temperature (Tb ) and said thermal power (Pgas), a step of regulating an air flow rate by means of an air regulation system (50) of said hob (100) in order to obtain an optimal equivalence ratio (Φnom) previously calculated on the basis of parameters of said at least one burner (10). 16. Procedimento di funzionamento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di ottenimento di detto rapporto di equivalenza ottimale (Φnom) per mezzo di una fase di misure ottenute per mezzo di un mesobruciatore (60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-11, comprendendo una fase di misurazione (607-611), di una corrente di ionizzazione (IIon), di una temperatura di un gas combustibile (Tgas-meso) alimentato ad almeno un eiettore (62) di detto mesobruciatore (60), di una temperatura di aria (Taria-meso) aspirata dall’almeno un eiettore (62), di una temperatura di testa (Tb-meso) della testa (63) del mesobruciatore (60), di una misura di portata del gas combustibile immesso nel mesobruciatore (60), una fase di trasmissione di detta corrente di ionizzazione (IIon), di detta temperatura di un gas combustibile (Tgas-meso), di detta temperatura di aria (Taria-meso), di detta temperatura di testa (Tb-meso), di detta misura di portata del gas combustibile 16. Method of operation according to claim 15, characterized in that it comprises a step of obtaining said optimal equivalence ratio (Φnom) by means of a step of measurements obtained by means of a mesobburner (60) according to any one of claims 5 -11, comprising a measurement step (607-611), of an ionization current (IIon), of a temperature of a combustible gas (Tgas-meso) fed to at least one ejector (62) of said mesoburner (60), of a temperature of air (Taria-meso) drawn in by the at least one ejector (62), of a head temperature (Tb-meso) of the head (63) of the mesobburner (60), of a flow rate measurement of the injected combustible gas in the mesoburner (60), a transmission phase of said ionization current (IIon), of said temperature of a combustible gas (Tgas-meso), of said air temperature (Taria-meso), of said head temperature (Tb -month), of said combustion gas flow rate measurement tible una fase di calcolo di un rapporto di equivalenza del mesobruciatore e per mezzo di una fase di misure ottenute per mezzo di almeno un bruciatore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, comprendente una fase di misurazione (702-711) di una temperatura di un gas combustibile (Tgas) aspirato da almeno un eiettore (20) di detto almeno un bruciatore (10), una temperatura di aria (Taria) aspirata dall’almeno un eiettore (20), una temperatura (Tb) di detto almeno un bruciatore (10), una misura di potenza termica (Pgas) erogata da detto almeno un bruciatore (10), conoscendo la presenza o meno dei fumi (340) provenienti dal mesobruciatore (60) in sede di combustione (gasmeso), una fase di trasmissione a detta almeno una centralina di controllo (200) di dati comprendenti detta temperatura di gas (Tgas), detta temperatura di aria (Taria), detta temperatura del bruciatore (Tb), detta potenza termica (Pgas), detta presenza di fumi del mesobruciatore (gasmeso), una fase di calcolo di detto rapporto di equivalenza ottimale (Φnom) per mezzo di detta centralina di controllo (200). a step of calculating an equivalence ratio of the mesoburner and by means of a step of measurements obtained by means of at least one burner (10) according to any one of claims 1-4, comprising a step of measuring (702-711) of a temperature of a combustible gas (Tgas) sucked by at least one ejector (20) of said at least one burner (10), a temperature of air (Taria) sucked by at least one ejector (20), a temperature (Tb) of said at least a burner (10), a measurement of thermal power (Pgas) delivered by said at least one burner (10), knowing the presence or absence of the fumes (340) coming from the mesobburner (60) during combustion (gasmeso), a phase transmission to said at least one control unit (200) of data comprising said gas temperature (Tgas), said air temperature (Taria), said burner temperature (Tb), said thermal power (Pgas), said presence of fumes of the mesobburner (gasmeso), a calculation phase of d ect optimal equivalence ratio (Φnom) by means of said control unit (200).
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