Disposición de pilas de combustible en una carcasa.

Disposición de pilas de combustible, que comprende una carcasa principal (12) con un espacio interior de la carcasa principal (18) estanco al gas respecto al entorno,

en el que se encuentran al menos un reformador, un quemador de reformador (22) que abastece el reformador con energía térmica y un apilamiento de pilas de combustible (20), presentando la carcasa principal (12) al menos una toma de aire (14, 16), y estando previsto al menos un ventilador (34), que en el servicio aspira aire a través de la toma de aire (14, 16) al interior del espacio interior de la carcasa principal (18), caracterizada por que el apilamiento de pilas de combustible (20) está dispuesto en una carcasa de pilas de combustible (26) dispuesta el interior del espacio interior de la carcasa principal (18), que está adaptada a la forma del apilamiento de pilas de combustible (20), de modo que envuelve el apilamiento de pilas de combustible (20) a poca distancia, presentando la carcasa de las pilas de combustible (26) al menos un orificio de aspiración (28, 30) conectado con el espacio interior de la carcasa principal (18) y al menos una conexión (32) con una tubería de succión (36) conectada con el lado de aspiración del ventilador (34) y estando conectado con el lado de presión del ventilador (34) una tubería de quemador (40) conectada con un orificio de entrada (38) del quemador de reformador (22).

Disposicion de pilas de combustible en una carcasa.

La invencion se refiere a una disposicion de pilas de combustible, que comprende una carcasa principal con un espacio interior de carcasa principal estanco al gas respecto al entorno, en el que se encuentran al menos un reformador, un quemador de reformador que abastece el reformador con energia termica y un apilamiento de pilas de combustible, presentando la carcasa principal al menos una toma de aire, y estando previsto al menos un ventilador, que en el servicio aspira aire a traves de la toma de aire al interior del espacio interior de la carcasa principal.

Las disposiciones de pilas de combustible de este tipo sirven p.ej. como aparatos de calefaccion con pilas de combustible. Por motivos de seguridad, deben dominarse fugas externas de componentes de la disposicion. En particular, un gas procedente de fugas que se produzca posiblemente, como hidrogeno, puede formar una mezcla inflamable con el aire contenido en la carcasa principal, lo cual debe evitarse a toda costa. Para ello, por el estado de la tecnica es conocido prever sensores de hidrogeno en la carcasa, para detectar a tiempo una fuga critica de hidrogeno. No obstante, esto es costoso. Tambien es conocido generar en la carcasa una depresion mediante un ventilador, de modo que se aspiren los gases procedentes de fugas que salgan de los distintos componentes. No obstante, en las carcasas, que habitualmente estan realizadas en forma de paralelepipedo, se forman espacios muertos, en los que pueden acumularse gases inflamables. Por lo tanto, en el documento EP 1 397 843 89 se propone adaptar la carcasa de la disposicion de pilas de combustible en su forma a la posicion de los componentes de la disposicion, de modo que la misma envuelva los componentes a poca distancia. De este modo deben evitarse espacios muertos. El aire que fluye por la carcasa se alimenta al apilamiento de pilas de combustible como gas de servicio. Ademas, esta previsto que el aire fluya en la carcasa de los componentes frios a los componentes calientes de la disposicion de pilas de combustible. Si bien esta solucion ofrece un mejor dominio de las fugas, si existe una restriccion considerable respecto a la configuracion constructiva de la carcasa y la disposicion de los componentes en la carcasa.

Partiendo del estado de la tecnica explicado, la invencion tiene el objetivo de poner a disposicion una disposicion de pilas de combustible del tipo indicado al principio, que permita de forma sencilla un dominio de fugas seguro ofreciendo al mismo tiempo una gran flexibilidad respecto a la configuracion de la carcasa y la disposicion de los componentes en la carcasa.

Este objetivo se consigue segun la invencion mediante el objetivo de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones subordinadas, la descripcion y las figuras se indican configuraciones ventajosas.

Para una disposicion de pilas de combustible del tipo indicado al principio, la invencion consigue el objetivo, porque el apilamiento de pilas de combustible esta dispuesto en una carcasa de pilas de combustible dispuesta en el interior del espacio interior de la carcasa principal, que esta adaptada a la forma del apilamiento de pilas de combustible, de modo que envuelve el apilamiento de pilas de combustible a poca distancia, presentando la carcasa de las pilas de combustible al menos un orificio de aspiracion conectado con el espacio interior de la carcasa principal y al menos una conexion con una tuberia de succion conectada con el lado de aspiracion del ventilador y estando conectado con el lado de presion del ventilador una tuberia de quemador conectada con un orificio de entrada del quemador de reformador.

La disposicion de pilas de combustible puede ser de forma conocida un aparato de calefaccion de pilas de combustible. La carcasa principal de la disposicion esta estanca respecto al entorno, con excepcion de la o las tomas de aire. A traves de la o las tomas de aire puede aspirarse aire del entorno al interior de la carcasa principal. Correspondientemente, la o las tomas pueden ser de forma especialmente sencilla solo un orificio al entorno de la carcasa principal. El reformador sirve de forma de por si conocida para la generacion de un gas abundante en hidrogeno de hidrocarburos. Por ejemplo, el reformador puede obtener hidrogeno de gas natural en un proceso de reformado. El proceso de reformado requiere temperaturas relativamente elevadas. Estas son proporcionadas por el quemador de reformador. Realiza un proceso de combustion y el calor generado se alimenta al reformador. En el proceso de combustion se quema una mezcla de aire y un gas combustible. El aire quemado por el quemador es el aire aspirado por el ventilador. El gas abundante en hidrogeno proporcionado por el reformador se alimenta como primer gas de proceso al apilamiento de pilas de combustible. Ademas, se alimenta al apilamiento de pilas de combustible aire como segundo gas de proceso. El aire alimentado como gas de proceso al apilamiento de pilas de combustible, en particular, no es el aire aspirado por el ventilador y la toma de aire de la carcasa principal. Por lo contrario, es ventajoso alimentar al apilamiento de pilas de combustible aire procedente de otra fuente. El ventilador tambien puede estar dispuesto en la carcasa principal.

Segun la invencion, el apilamiento de pilas de combustible esta dispuesto en una carcasa de las pilas de combustible separada en la carcasa principal. Es posible que en la carcasa de las pilas de combustible solo este dispuesto el apilamiento de pilas de combustible. Esta carcasa separada envuelve el apilamiento de pilas de combustible estrechamente. Solo queda una rendija estrecha entre la pared de la carcasa y el apilamiento de pilas de combustible. La rendija puede existir sustancialmente entre toda la superficie exterior del apilamiento de pilas de combustible y la carcasa de las pilas de combustible o solo entre una o varias superficies exteriores criticas en cuanto a las fugas del apilamiento de pilas de combustible y la carcasa de las pilas de combustible. Ademas, segun la invencion esta prevista una tuberia de succion conectada, por un lado, con el lado de aspiracion del ventilador y, por otro lado, con una conexion de la carcasa de las pilas de combustible. La carcasa de las pilas de combustible tiene al menos un orificio de aspiracion hacia la carcasa principal. Para una aspiracion especialmente homogenea del aire tambien pueden estar previstos varios orificios de aspiracion. Mediante el al menos un orificio de aspiracion se aspira aire de la carcasa principal a traves de la carcasa de las pilas de combustible y se alimenta a traves de la tuberia de succion al quemador de reformador. Para ello, el ventilador genera una depresion en la tuberia de succion, que se genera correspondientemente tambien en la carcasa de las pilas de combustible y la carcasa principal. Por lo tanto, el flujo volumetrico de aire fluye alrededor del apilamiento de pilas de combustible. El quemador de reformador puede quemar higienicamente la cantidad de fuga dado el caso variable. El ventilador puede ser, en particular, el unico dispositivo que genera una depresion de la disposicion y puede aspirar aire solo a traves de la tuberia de succion. Todo el flujo volumetrico de aire alimentado al quemador de reformador puede proceder de la carcasa principal, en la que ha entrado a traves de la o las tomas de aire de la carcasa principal. Es guiado entre la o las superficies exteriores del apilamiento de pilas de combustible y el o los lados interiores correspondientes de la carcasa de las pilas de combustible. Una envoltura estrecha del apilamiento de pilas de combustible por la carcasa de las pilas de combustible o una distancia reducida entre el apilamiento de pilas de combustible y las paredes de la carcasa de las pilas de combustible significan en este contexto que al succionar aire a traves de la carcasa de las pilas de combustible sustancialmente no existen espacios muertos entre el apilamiento y las paredes de la carcasa. Por lo contrario, se succiona todo el gas que sale del apilamiento de pilas de combustible en caso de una posible fuga externa entrando a la carcasa de las pilas de combustible, tambien de la zona de las tomas de gas, y se alimenta a traves de la tuberia de succion al quemador de reformador. Por lo tanto, una fuga externa del apilamiento de pilas de combustible puede dominarse de forma segura. Entre las paredes de la carcasa de las pilas de combustible y el apilamiento de pilas de combustible puede haber por ejemplo una distancia de un maximo de 10 cm, preferiblemente de un maximo de 5 cm.

Los demas componentes de la disposicion de pilas de combustible, en particular el reformador, el quemador de reformador y, dado el caso, otros componentes, se encuentran en la carcasa principal y no tienen que presentar carcasas separadas.... [Seguir leyendo]

1. Disposicion de pilas de combustible, que comprende una carcasa principal º12º con un espacio interior de la carcasa principal º18º estanco al gas respecto al entorno, en el que se encuentran al menos un reformador, un quemador de reformador º22º que abastece el reformador con energia termica y un apilamiento de pilas de combustible º20º, presentando la carcasa principal º12º al menos una toma de aire º14, 16º, y estando previsto al menos un ventilador º34º, que en el servicio aspira aire a traves de la toma de aire º14, 16º al interior del espacio interior de la carcasa principal º18º, caracterizada par que el apilamiento de pilas de combustible º20º esta dispuesto en una carcasa de pilas de combustible º26º dispuesta el interior del espacio interior de la carcasa principal º18º, que esta adaptada a la forma del apilamiento de pilas de combustible º20º, de modo que envuelve el apilamiento de pilas de combustible º20º a poca distancia, presentando la carcasa de las pilas de combustible º26º al menos un orificio de aspiracion º28, 30º conectado con el espacio interior de la carcasa principal º18º y al menos una conexion º32º con una tuberia de succion º36º conectada con el lado de aspiracion del ventilador º34º y estando conectado con el lado de presion del ventilador º34º una tuberia de quemador º40º conectada con un orificio de entrada º38º del quemador de reformador º22º.

2. Disposicion de pilas de combustible segun la reivindicacion 1, caracterizada par que esta dispuesto al menos otro componente º46º de la disposicion de pilas de combustible en una carcasa separada º44º dispuesta en el interior del espacio interior de la carcasa principal º18º, que esta adaptada a la forma del componente º46º, de modo que envuelve el componente º46º a poca distancia, presentando la carcasa separada º44º tambien una conexion con la tuberia de succion º36º, estando cerrada por lo demas de forma estanca a gas respecto al espacio interior de la carcasa principal º18º.

3. Disposicion de pilas de combustible segun una de las reivindicaciones 1 o 2, tambien caracterizada par un dispositivo sensor º56º, que capta repetidas veces una magnitud de medicion que caracteriza la calidad de combustion del quemador de reformador º22º y por un dispositivo regulador º58º, que compara continuamente la magnitud de medicion con un valor teorico y que controla en caso de una desviacion el ventilador º34º de tal modo que la magnitud de medicion vuelva a corresponder al valor teorico.

4. Disposicion de pilas de combustible segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada parºque en una tuberia de gas reformado conectada con el reformador para conducir el gas reformado proporcionado por el reformador esta dispuesto al menos un separador de condensado º50º, que mediante una tuberia de condensado º84º esta conectado con una tuberia de salida º48º conectada con la tuberia de succion º36º, para conducir el condensado liquido separado de la corriente de gas reformado que fluye por la tuberia de gas reformado a un deposito colector de liquido º54º.

5. Disposicion de pilas de combustible segun la reivindicacion 4, caracterizada par que la tuberia de salida º48º tiene una seccion transversal mas grande que la tuberia de succion º36º y/o la tuberia de condensado º84º.

6. Disposicion de pilas de combustible segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada parºquela tuberia de salida º48º esta conectada con un sifon º52º, cuya altura de bloqueo es suficientemente grande para impedir tambien en caso de una potencia maxima del ventilador º34º una aspiracion de liquido al interior de la tuberia de succion y/o ser vaciado el separador de condensado en caso de una fuga maxima por la sobrepresion que se genera.

7. Disposicion de pilas de combustible segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada par que el deposito colector de liquido º54º tiene un rebosadero para dejar salir liquido del mismo.