SISTEMA DE CALEFACCIÓN CON CÁMARA ESTANCA DE COMBUSTIÓN OXHÍDRICA.
La tecnología del hidrógeno se perfila como una de las fuentes de energía del futuro,
sin embargo, actualmente se está desarrollando la mitad, que consiste en utilizar el hidrógeno para alimentar células de combustible, la otra mitad, la propia combustión del hidrógeno, ha quedado olvidada tras la patente de Stan Meyer.
Esta invención corrige el problema fundamental de la combustión del hidrógeno al aire libre: la creación de acido nítrico. Nuestro sistema de calefacción con cámara estanca de combustión oxhídrica combustiona el hidrógeno en una cámara cerrada a la atmosfera, con lo cual evitamos la reacción del nitrógeno atmosférico en contacto con la combustión, la causa de producción del acido nítrico.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200901095.
Solicitante: UNIVERSIDADE DE VIGO.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: VILA BIGLIERI,JORGE EDUARDO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F23D14/28 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F23 APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION. › F23D QUEMADORES. › F23D 14/00 Quemadores para la combustión de un gas, p. ej. de un gas mantenido en estado líquido bajo presión. › asociados a una fuente de combustible gaseoso, p. ej. generador de acetileno o depósito de gas licuado.
Fragmento de la descripción:
Sistema de calefacción con cámara estanca de combustión oxhídrica.
Objeto de la invención
El objeto de la presente invención consiste en un sistema de calefacción con cámara estanca para la combustión de hidrógeno con oxígeno (oxhídrica).
Las investigaciones sobre la tecnología del hidrógeno se centran en las células de combustible (fuel cells) abandonando la combustión del hidrógeno. La mejora propuesta por nuestro invento, la cámara estanca evita, uno de los problemas más comunes en la combustión de hidrógeno al aire libre: la creación de ácido nítrico. La presencia de nitrógeno en la atmósfera es la causa de que, al subir la temperatura por encima de los 600ºC, el nitrógeno presente en el aire se convierta en ácido nítrico y corroa todos los elementos metálicos presentes, para posteriormente emitirse a la atmósfera. Dicho ácido es reconocido como perjudicial a nivel medioambiental por su alto poder corrosivo. Por ejemplo, los motores navales tienen un límite de producción de ácido nítrico para ser homologados.
La creación de una cámara estanca sumergida en agua dentro de la cual se produzca la combustión oxhídrica evita la presencia del nitrógeno y, por consiguiente, la creación de ácido nítrico.
El diseño es apto para conectar a un electrolizador de agua que genere conjuntamente los dos gases: hidrógeno y oxígeno, cuyo diseño resulta más sencillo que los que separan ambos gases y que evita los riesgos de explosión de los dos gases por separado.
Antecedentes de la invención
Se conoce desde hace tiempo la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. Inicialmente, se pensó aprovechar el poder explosivo del hidrógeno con los motores de combustión interna.
Durante los años 60, Stan Meyer un coche que se movía gracias a electrolización de agua y su posterior combustión en un vehículo comercial con pequeñas transformaciones. La patente del sistema de inyectores para los motores de combustión interna fue presentada en EEUU el 28 de junio de 1983, y registrada con el número 4.389,981.
Los prototipos diseñados a raíz de tal invención sufrían los siguientes inconvenientes:
Tras los problemas sufridos, la invención quedó olvidada y hasta la actualidad se sigue investigando sobre el consumo de hidrógeno dentro de células de combustible (fuel cells) para alimentar motores eléctricos, lo cual implica una pérdida de energía, tanto en la célula de combustible como en el motor eléctrico.
Descripción de la invención
La cámara estanca de combustión oxhídrica está diseñada para aprovechar la capacidad calorífica de la combustión del hidrógeno en presencia de oxígeno, evitando la presencia de aire atmosférico. Es un diseño compacto, económico y fácil de usar.
Consta de seis partes diferenciadas:
Como elementos de seguridad, incorporaremos un termostato dentro de la cámara que controle que el sistema funciona a la temperatura de trabajo. Si esta cae, puede significar que se apagó la llama y se debe cerrar el paso del gas. Este mecanismo de protección es necesario para detectar que se está consumiendo adecuadamente el gas oxhídrico.
Es necesario reducir al mínimo las pérdidas de gas oxhídrico, porque en espacios cerrados podrían existir acumulaciones y eventuales explosiones. En espacios abiertos, el hidrógeno se eleva rápidamente y reacciona con otros componentes de la atmósfera perdiendo su capacidad explosiva, por lo cual, no existirían inconvenientes en fugas de hidrógeno provocadas por vehículos. Debemos recordar que la explosión y posterior incendio del dirigible alemán Hinderburg fue provocada por el hidrógeno que contenía.
Otro termostato cierra el paso de gas si la cámara y/o el líquido intercambiador de calor alcanzan una temperatura superior a la de trabajo. Sensores de líquidos controlan la presencia de los adecuados niveles de líquido intercambiador de calor y de agua en el depósito y en la cuba.
Descripción del funcionamiento
El proceso se inicia al encender el arco voltaico en la salida del quemador. Posteriormente, se introduce gas oxhídrico y se detecta si la llama encendió. En caso negativo, se intentará comenzar la combustión en otras ocasiones, que de no conseguirse en un tiempo prudencial se parará la caldera y se dará mensaje de avisar al servicio técnico.
Si se enciende la llama, el sensor de temperatura detecta un aumento de la misma hasta alcanzar la temperatura óptima de trabajo, tras la cual, se corta el arco voltaico ignitor, por mantenerse la combustión sin necesidad de ignición. El flujo de gas oxhídrico se regula en el momento de la puesta en marcha para garantizar un nivel de rendimiento óptimo, de forma que se mantiene constante mientras las necesidades caloríficas del sistema se mantengan y se apaga si no es necesario aportar más calor.
Dentro de la cámara (2), el gas oxhídrico se inflama con combustión y la temperatura presente, generando calor. La llama de la combustión del hidrógeno es incolora, por lo cual no podemos utilizar sensores de presencia de llama por luz.
La reacción química genera agua, inicialmente en estado gaseoso pero poco a poco, se satura la concentración de moléculas de agua dentro de la cámara y se precipitará en forma líquida hacia la cuba de almacenamiento de agua (4). Por este motivo, esta cuba deberá tener un dispositivo que permita deshacerse del agua sobrante o rebosadero.
La pequeña cantidad de aire atmosférico que queda dentro de la cámara cuando se cierra contiene una concentración de nitrógeno que generará...
Reivindicaciones:
1. Sistema de calefacción con cámara estanca cerrada por abajo con agua de combustión oxhídrica que comprende: Un depósito calentador (1) del líquido intercambiador de calor del circuito de calefacción (6), que consume el calor generado por el sistema de calefacción. Una cámara estanca (2) donde se produce la combustión entre el oxígeno y el hidrógeno que está parcialmente sumergida en el agua contenida en el depósito de almacenamiento (4), evitando el contacto con el aire atmosférico, y sirviendo a recoger el agua generada en la combustión. Un quemador del gas oxhídrico (3) que se encuentra alojado en el interior de la cámara que consta de elementos de seguridad que impidan que la llama salga del sistema y un circuito ignitor (5) que genera la llama en la cámara.
2. Sistema de calefacción con cámara estanca de combustión oxhídrica, según la reivindicación 1, donde el agua generada en la combustión se reutiliza como fuente para la generación por electrólisis de la mezcla oxhídrica.
3. Sistema de calefacción con cámara estanca de combustión oxhídrica, según la reivindicación 1, caracterizado por contar con medidas de seguridad pasivas, como válvulas antirretorno, arrastrallamas (blackflush arrestar) y medidas de seguridad activas como sistemas de paro automatizados por exceso o defecto de temperatura en la cámara estanca.
4. Sistema de calefacción con cámara estanca de combustión oxhídrica, según la reivindicación 1, caracterizado por disponer de indicadores de niveles de funcionamiento como termostatos y detectores de nivel de líquidos.
Patentes similares o relacionadas:
Soplete de oxicombustible que tiene medios de conexión rápida, del 10 de Junio de 2020, de Lincoln Electric Italia S.r.l: Soplete de oxi-combustible que comprende: - una empuñadura con la que se puede manipular el soplete , - al menos dos […]
Válvula termostática para estufas de gas, del 1 de Abril de 2020, de TMC S.R.L: Válvula termostática para controlar una estufa de gas, que comprende - un cuerpo de válvula en el que se realiza al menos un conducto de entrada de gas […]
Combinación de una luz y un dispositivo para dispensar una sustancia volátil, del 25 de Septiembre de 2018, de THERMACELL REPELLENTS, INC: Un aparato portátil para dispensar una sustancia volatilizable y para suministrar luz, que comprende: un farol que comprende una carcasa , tal que dicha carcasa […]
Dispositivo de rayos infrarrojos para calefacción ambiental, del 15 de Julio de 2015, de La Rude SRL: Un dispositivo para calentar el ambiente por medio de rayos infrarrojos, que comprende - una carcasa hueca sustancialmente vertical , que delimita una cámara […]
LLAVE DE GAS DE SEGURIDAD PARA UN QUEMADOR DOBLE, del 20 de Abril de 2012, de DEFENDI ITALY S.R.L.: Llave de gas de seguridad para un quemador doble, que comprende un anillo de llama central y por lo menos un anillo de llama exterior concéntrico con dicho anillo central, […]
QUEMADOR DOBLE DE GAS, del 7 de Marzo de 2012, de BUTSIR, S.L.: Este quemador doble de gas está constituido por la asociación de un cuerpo laminar superior de planta circular con un cuerpo laminar inferior, también […]
ADAPTADOR PARA LA UNION DE UN CONSUMIDOR DE GAS CON UNA BOTELLA DE GAS A PRESION, del 16 de Agosto de 2008, de ROTHENBERGER AG: Un adaptador para la unión de un consumidor de gas , especialmente de un quemador, con una botella de gas a presión , que posee una válvula […]
APARATO CALIENTE PORTATIL CON CALENTADOR CATALITICO CON SISTEMA MEJORADO DE IGNICION, del 16 de Agosto de 2007, de THE SCHAWBEL CORPORATION: La invención se refiere a un dispositivo de calentamiento catalítico portátil. El dispositivo comprende una estructura de soporte catalítico para quemar sin llama […]