DISPOSITIVO DE RECOMBINACIÓN.

Dispositivo de recombinación para la recombinación catalítica de hidrógeno originado en acumuladores de energía o convertidores de energía,

formado por elementos de recombinación (2) individuales, presentando los elementos de recombinación (2) respectivamente al menos un catalizador (12), estando rodeado el catalizador (12) de cada elemento de recombinación (2) por una envoltura compuesta por un material de absorción (11), estando dispuestos los elementos de recombinación (2) unos encima de otros en el sentido vertical (15), estando dispuesto entre los mismos respectivamente un medio de separación (18), componiéndose el medio de separación de un material poroso que permite el paso de los gases hidrógeno y oxígeno, pero que al mismo tiempo impide el traspaso de vapor de agua de un elemento de recombinación a otro elemento de recombinación.

Dispositivo de recombinación.

La invención se refiere a un dispositivo de recombinación para la recombinación catalítica de hidrógeno originado en acumuladores de energía o convertidores de energía.

Como se sabe, los dispositivos de recombinación disponen de un catalizador. Como catalizadores se conocen sobre todo los metales del grupo del platino, especialmente el paladio que en forma de una fina capa está aplicado sobre una barra de soporte que puede estar compuesta por ejemplo de cobre, arcilla o similar. La barra de catalizador configurada de esta forma está insertada de forma céntrica en un tubo de un material poroso, por ejemplo en un tubo cerámico permeable al gas, estando relleno con un material de absorción el espacio anular libre que queda en el tubo entre la barra de catalizador, por una parte, y la superficie interior del tubo. Como material de absorción entran en consideración especialmente los óxidos de plomo, los óxidos de plata, los óxidos de hierro, los óxidos de cobre, los óxidos de aluminio, los óxidos de manganeso o similares. El tubo que aloja la barra de catalizador y el material de absorción está dispuesto, generalmente de forma independiente, dentro de un recipiente estanco al gas, preferentemente un recipiente de plástico, estando cerrado el recipiente por sus lados frontales. El recipiente a su vez dispone de tubuladuras para la conexión a un acumulador para el suministro de gas, por una parte, y el desagüe, por otra parte.

Los gases hidrógeno y oxígeno que se originan durante el funcionamiento de un acumulador, especialmente durante un procedimiento de carga, se conducen al recipiente a través de una de las tubuladuras del recipiente, y dentro de éste pasan por el tubo poroso y por el material de absorción y, después, se recombinan formando agua. La reacción de recombinación es exotérmica, por lo que el agua recombinada en el catalizador inicialmente existe en forma de vapor de agua. Después, el vapor de agua originado en el catalizador se precipita en la pared interior del recipiente, se condensa y vuelve a fluir al acumulador a través de la tubuladura prevista para ello.

Es obvia la ventaja que ofrece el uso de un recombinador del tipo descrito anteriormente. Los gases hidrógeno y oxígeno liberados durante el funcionamiento del acumulador son recombinados por el recombinador formando agua que no se pierde, sino que se reconduce al electrólito del acumulador. Por lo tanto, no es necesario rellenar agua destilada al electrólito del acumulador. Por consiguiente, un acumulador dotado de uno o más recombinadores, según su tamaño, está libre de mantenimiento.

Los recombinadores o dispositivos de recombinación se conocen, por ejemplo, por los documentos US-A-4008050, US-A-3857927 ó US2001/042344A1. El dispositivo de recombinación conocido por el documento US-A-4008050 30 dispone de dos cámaras de catalizador conectadas una detrás de otra en el sentido de flujo. Antes de la primera cámara de catalizador, visto en el sentido de flujo, preferentemente está dispuesto un material de absorción que primero ha de ser atravesado por el gas que se ha de recombinar antes de llegar a la primera cámara de catalizador, visto en el sentido de flujo. El documento US-A-3857927 da a conocer un recombinador con un lecho de catalizador mejorado. Preferentemente, el lecho de catalizador está construido de forma modular. Por el documento US2001/042344A1 finalmente se conoce un dispositivo de recombinación, cuya peculiaridad consiste en que se emplean conductos de paso de gas rellenos de un granulado que presenta características catalíticas.

Aunque los recombinadores o dispositivos de recombinación del tipo descrito anteriormente se han acreditado en la práctica, no están exentos de desventajas.

La capacidad de recombinación de un recombinador se ha de concebir en función de la capacidad del acumulador, es decir, en función de la cantidad de hidrógeno y oxígeno liberada durante el funcionamiento de un acumulador. Esto tiene como consecuencia que según la capacidad del acumulador se requiere un recombinador con una capacidad de recombinación adaptada a la misma. Por consiguiente, para diferentes tamaños de acumulador han de ponerse a disposición diferentes recombinadores, lo que vuelve complicada y cara la producción de recombinadores. Además, en las unidades de recombinación conocidas resulta desventajoso que el material de absorción se empapa 45 en puntos imprevisibles por el vapor de agua originado en el catalizador, lo que, por una parte, puede conducir a un fallo funcional al menos temporal en dichos puntos. Esto influye negativamente en la capacidad de recombinación del recombinador.

Partiendo del estado descrito de la técnica, la invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de recombinación que evite las desventajas antes mencionadas y que pueda usarse opcionalmente para sistemas de 50 acumulación de energía o de conversión de energía bajo diferentes condiciones de funcionamiento, y que además ayude a contrarrestar un fallo funcional parcial.

Para la solución técnica de este objetivo, con la invención se propone un dispositivo de recombinación para la recombinación catalítica de hidrógeno originado en acumuladores de energía o convertidores de energía, formado por elementos de recombinación individuales, presentando los elementos de recombinación respectivamente al

menos un catalizador, estando envuelto el catalizador de cada elemento de recombinación por una envoltura de un material de absorción, estando dispuestos los elementos de recombinación unos encima de otros en sentido vertical estando dispuesto entre los mismos respectivamente un medio de separación, componiéndose el medio de separación de un material poroso que permite el paso de los gases hidrógeno y oxígeno, pero que al mismo tiempo impide el traspaso de vapor de agua de un elemento de recombinación a otro elemento de recombinación. Los acumuladores de energía o convertidores de energía en el sentido de la invención son por ejemplo acumuladores de níquel-cadmio, acumuladores de plomo o acumuladores similares, así como otros sistemas como, por ejemplo, pilas de combustible o similares.

A diferencia del estado de la técnica, la invención tiene el objetivo de no configurar unidades de recombinación de tal forma que como tales puedan utilizarse sólo en su forma de construcción dada, sino prever en su lugar elementos de recombinación de tipos de construcción iguales o diferentes, que puedan combinarse entre ellos en función de la capacidad de recombinación necesaria formando una unidad de recombinación conjunta, estando dispuestos los elementos de recombinación unos encima de otros en el sentido vertical estando dispuesto entre ellos un medio de separación respectivamente. En función del número de elementos de recombinación empleados, la recombinación se desarrolla en varias etapas y, por tanto, con una mayor eficiencia.

La pieza central de un elemento de recombinación es el catalizador. El catalizador puede estar formado por un elemento de soporte recubierto por ejemplo con un elemento del grupo de transición, especialmente con un metal del grupo del platino. Un dispositivo de recombinación se compone de una pluralidad de elementos de recombinación individuales, pudiendo combinarse los elementos de recombinación entre ellos preferentemente según el principio modular. En el sentido de la invención, "según el principio modular" significa que están disponibles elementos de recombinación configurados de distintas maneras, preferentemente según la forma, el tamaño, la capacidad de recombinación y similares, y que pueden combinarse entre ellos opcionalmente en función del dispositivo de recombinación que se ha de crear en su conjunto. Así, de manera ventajosa se proporciona la posibilidad de usar elementos de recombinación estandarizados para la realización de diferentes dispositivos de recombinación. A diferencia de los dispositivos de recombinación conocidos por el estado de la técnica, de esta forma se simplifica también la fabricación de los mismos, que no en último lugar resulta también más económica, porque ya no es necesario tener disponibles dispositivos de recombinación realizados de forma correspondiente en función del uso posterior, es decir, en adaptación a la capacidad del acumulador, y porque se pueden componer opcionalmente dispositivos de recombinación correspondientes mediante la combinación de diferentes elementos de recombinación.

Para la configuración del dispositivo de recombinación según la invención han... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de recombinación para la recombinación catalítica de hidrógeno originado en acumuladores de energía o convertidores de energía, formado por elementos de recombinación (2) individuales, presentando los elementos de recombinación (2) respectivamente al menos un catalizador (12) , estando rodeado el catalizador (12) de cada elemento de recombinación (2) por una envoltura compuesta por un material de absorción (11) , estando dispuestos los elementos de recombinación (2) unos encima de otros en el sentido vertical (15) , estando dispuesto entre los mismos respectivamente un medio de separación (18) , componiéndose el medio de separación de un material poroso que permite el paso de los gases hidrógeno y oxígeno, pero que al mismo tiempo impide el traspaso de vapor de agua de un elemento de recombinación a otro elemento de recombinación.

2. Dispositivo de recombinación según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador (12) junto a la envoltura compuesta por un material de absorción (11) , que lo rodea, constituye un módulo de catalizador (13) .

3. Dispositivo de recombinación según la reivindicación 2, caracterizado porque el módulo de catalizador (13) de cada elemento de recombinación (2) está rodeado por una envoltura (14) compuesta por un material poroso.

4. Dispositivo de recombinación según una de las reivindicaciones 1 a 3 anteriores, caracterizado porque el elemento de recombinación (2) dispuesto más arriba en el sentido vertical (15) está provisto de un elemento terminal (16) .

5. Dispositivo de recombinación según una de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores, caracterizado porque los lados planos de los elementos de recombinación (2) llevan medios de unión correspondientes.

6. Dispositivo de recombinación según una de las reivindicaciones 1 a 5 anteriores, caracterizado porque los elementos de recombinación (2) están dispuestos unos encima de otros en el sentido vertical (15) dentro de un tubo de un material poroso cerrado unilateralmente, correspondiendo el diámetro interior del tubo sustancialmente a los diámetros exteriores de los elementos de recombinación (2) .

7. Dispositivo de recombinación según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de separación (18) está formado por un material poroso, preferentemente de cerámica.