ES2606908T3 - Bomba de hidrógeno de dos fases y método - Google Patents

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Abstract

Una bomba de hidrógeno (10), que comprende: un depósito de suministro (20) que almacena hidrógeno líquido (12); una carcasa de bomba (36) configurada para recibir el hidrógeno líquido (12) desde el depósito de suministro (20) a través de una entrada de carcasa (38); y un mecanismo de calentamiento (54) configurado para vaporizar el hidrógeno líquido (12) en hidrógeno gaseoso (14) y aumentar la presión del mismo dentro de la carcasa de bomba (36); caracterizada por que: la carcasa de bomba (36) está configurada para liberar el hidrógeno gaseoso (14) a través de una salida de carcasa (40) tras alcanzar una presión predeterminada del hidrógeno gaseoso (14); la carcasa de bomba (36) está configurada para cerrar la salida de carcasa (40) y ventilar el hidrógeno gaseoso residual (34) de la carcasa de bomba (36) para permitir que entre hidrógeno líquido (12) adicional en la carcasa de bomba (36) a través de la entrada de carcasa (38); una línea de ventilación (74) se extiende entre la carcasa de bomba (36) y el depósito de suministro (20); y una válvula de ventilación (70) montada en la línea de ventilación (74), para ventilar el hidrógeno gaseoso residual (34) desde la carcasa de bomba (36) al depósito de suministro (20) para reducir la presión dentro de la carcasa de bomba (36) de tal manera que el hidrógeno líquido (14) fluya desde el depósito de suministro y en la carcasa de bomba (36).

Description

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DESCRIPCION
Bomba de hidrogeno de dos fases y metodo Campo
La presente invencion se refiere en general a sistemas de combustible y, mas espedficamente, a un sistema y un metodo para convertir hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso.
Antecedentes
El hidrogeno ofrece varias ventajas sobre los combustibles basados en el petroleo en terminos de reduccion de emisiones y mejora de la eficiencia del combustible. Por ejemplo, cuando el hidrogeno se usa en las celdas de combustible para producir electricidad para alimentar los motores electricos, el subproducto es agua. Cuando se quema el hidrogeno en un motor de combustion interna tal como un motor de turbina o un motor de piston, las emisiones de gases de escape son relativamente bajas en comparacion con las emisiones que resultan de la combustion de combustibles basados en el petroleo. Otra ventaja del hidrogeno como combustible es, en general, la mayor densidad de energfa por masa en comparacion con los combustibles basados en el petroleo tal como el combustible para aviones a reaccion. Por ejemplo, el hidrogeno contiene aproximadamente tres veces la energfa por unidad de masa de los combustibles basados en el petroleo.
El hidrogeno puede almacenarse de manera eficiente en forma lfquida con el fin de minimizar el volumen de almacenamiento necesario. A pesar de que almacenar hidrogeno en forma lfquida requiere mantener la temperatura por debajo de aproximadamente 22 K (-420 °F), la baja presion a la que puede almacenarse el hidrogeno lfquido minimiza el peso total del vedculo en comparacion con la gran cantidad de depositos que se necesitanan para almacenar el hidrogeno en forma gaseosa.
Las ventajas mencionadas anteriormente asociadas con el hidrogeno pueden aplicarse a ciertos vedculos. Por ejemplo, las aeronaves de larga resistencia y gran altitud (HALE) pueden beneficiarse de un sistema de propulsion basado en hidrogeno. Una aeronave HALE puede estar disenada para operar a altitudes de hasta 19 800 m (65 000 pies) y puede permanecer en el aire hasta catorce dfas o mas. Sin embargo, una variedad de otros vedculos y sistemas pueden beneficiarse del hidrogeno como una alternativa a los combustibles basados en el petroleo.
Con el fin de usar hidrogeno en una celda de combustible o en un motor de combustion interna, el hidrogeno debe estar en un estado gaseoso. Ademas, es necesario aumentar la presion del hidrogeno gaseoso para adaptarse a los requisitos de la celda de combustible o del motor de combustion interna. Los metodos de la tecnica anterior para convertir hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso a una temperatura y una presion adecuadas incluyen el uso de intercambiadores de calor y bombas mecanicas. Los intercambiadores de calor pueden usarse para vaporizar el hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso para su uso como combustible. Desafortunadamente, los intercambiadores de calor suelen ser voluminosos.
En las aplicaciones de resistencia de larga duracion, tales como una aeronave HALE, las bombas mecanicas deben ser capaces de operar continuamente durante largos periodos de tiempo. La extremadamente baja temperatura del hidrogeno lfquido y la baja viscosidad del hidrogeno limitan la eficiencia y la fiabilidad de las bombas mecanicas. Mas espedficamente, debido a las extremadamente bajas temperaturas, partes de la bomba mecanica que estan expuestas al hidrogeno lfquido pueden sufrir una contraccion termica significativa. Con el fin de adaptar las diferencias en la contraccion termica entre varias partes de la bomba mecanica, los componentes de acoplamiento de la bomba deben disenarse y fabricarse con unas relativas grandes tolerancias. Sin embargo, las grandes tolerancias pueden reducir la eficiencia de la bomba.
Ademas, las bombas mecanicas incluyen normalmente unos componentes giratorios que requieren lubricacion para minimizar la friccion y evitar el desgaste. Desafortunadamente, la relativamente baja viscosidad del hidrogeno lfquido minimiza la capacidad del hidrogeno para actuar como un lubricante. Ademas, la baja temperatura del hidrogeno lfquido minimiza el numero disponible de lubricantes compatibles (por ejemplo, Teflon) que pueden usarse en la bomba.
Como puede verse, existe una necesidad en la tecnica de un sistema y un metodo para convertir el hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso a una temperatura y a una presion de operacion adecuadas. En este sentido, existe una necesidad en la tecnica de un sistema y un metodo para convertir el hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso que requiere un irunimo de numero de partes moviles y donde el hidrogeno gaseoso puede producirse continuamente de una manera fiable y eficiente.
El documento US-A-5.787.940 describe un sistema de suministro de combustible para un motor operado con combustible de gas natural licuado. El fluido criogenico se mantiene en un deposito subterraneo y una bomba suministra el fluido a un deposito de combustible criogenico. La bomba esta sumergida en un sumidero por debajo del criogeno lfquido en el deposito de combustible. Durante el uso, la bomba suministra el fluido criogenico desde el
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deposito subterraneo, a traves del sumidero del deposito de combustible criogenico, y a un vehmulo alimentado LNG. Una inmersion precalentada en el sumidero aumenta la temperatura del fluido criogenico a un punto preestablecido.
Sumario breve
Las necesidades descritas anteriormente asociadas con el combustible de hidrogeno se abordan espedficamente por la presente invencion que proporciona, en un primer aspecto, una bomba de hidrogeno de acuerdo con la
reivindicacion 1. La invencion tambien se extiende a un metodo de bombeo de hidrogeno de acuerdo con la
reivindicacion 8.
La bomba de hidrogeno de la presente invencion comprende una carcasa de bomba y un mecanismo de
calentamiento. La carcasa de bomba esta configurada para recibir hidrogeno lfquido a traves de una entrada de
carcasa tal como desde un deposito de suministro. El mecanismo de calentamiento esta configurado para vaporizar el hidrogeno lfquido contenido dentro de la carcasa de bomba para generar el hidrogeno gaseoso.
Por otra parte, el mecanismo de calentamiento esta configurado para aumentar la presion del hidrogeno gaseoso de tal manera que el hidrogeno gaseoso puede liberarse continuamente desde una salida de carcasa tras alcanzar una presion predeterminada del hidrogeno gaseoso. El hidrogeno gaseoso puede, en las realizaciones preferidas, liberarse continuamente desde la salida de carcasa hasta que el hidrogeno lfquido en la carcasa de bomba cae por debajo de un nivel predeterminado en cuyo momento puede cerrarse la salida de carcasa. A continuacion, el hidrogeno gaseoso residual puede ventilarse de la carcasa de bomba para facilitar la recepcion del hidrogeno lfquido adicional dentro de la carcasa de bomba al comienzo de un nuevo ciclo.
En una realizacion, la bomba de hidrogeno puede estar configurada de tal manera que la entrada de carcasa se abre momentaneamente (es decir, durante un periodo de tiempo predeterminado) despues del cierre de la salida de carcasa y antes de ventilar el hidrogeno gaseoso residual. De esta manera, el hidrogeno gaseoso a la presion mas alta dentro de la carcasa de bomba fluye fuera de la carcasa de bomba a traves de la entrada de carcasa y se mezcla con hidrogeno lfquido para reducir la temperatura del hidrogeno gaseoso.
La bomba de hidrogeno puede incluir una seccion intermedia que interconecta la carcasa de bomba con el deposito. La seccion intermedia puede contener hidrogeno lfquido y puede proporcionar una localizacion para la mezcla del hidrogeno gaseoso con el hidrogeno lfquido. Seguido a la mezcla del hidrogeno gaseoso con el hidrogeno lfquido, el hidrogeno gaseoso residual en la carcasa de bomba puede ventilarse a traves de una lmea de ventilacion con el fin de reducir la presion dentro de la carcasa de bomba. La ventilacion del hidrogeno gaseoso residual permite que el hidrogeno lfquido adicional fluya en la entrada de carcasa al comienzo de un nuevo ciclo. La lmea de ventilacion puede encaminarse opcionalmente a traves de la seccion intermedia con el fin de extraer el calor del hidrogeno gaseoso residual en la lmea de ventilacion antes del suministro del hidrogeno gaseoso residual al deposito de suministro. Extrayendo el calor del hidrogeno gaseoso residual se reduce la cantidad de calor necesaria para vaporizar el hidrogeno lfquido en la carcasa de bomba.
Los beneficios tecnicos de la presente divulgacion incluyen la combinacion de la vaporizacion y el bombeo del hidrogeno en un sistema unico, pasivo y cerrado sin la necesidad de una bomba mecanica o un intercambiador de calor convencional La bomba de hidrogeno pasiva proporciona un medio para generar hidrogeno gaseoso a una temperatura y presion de operacion deseada de manera eficiente y fiable.
Las caractensticas, funciones y ventajas que se han tratado pueden alcanzarse de manera independiente en diversas realizaciones de la presente divulgacion o pueden combinarse en otras realizaciones, detalles adicionales de las cuales pueden verse a continuacion con referencia a la siguiente descripcion y a los dibujos.
Breve descripcion de los dibujos
Estas y otras caractensticas de la presente divulgacion se haran evidentes con referencia a los dibujos donde numeros similares se refieren a partes similares y donde:
la figura 1 es una ilustracion esquematica de una bomba de hidrogeno de dos fases al inicio de un ciclo y que ilustra un deposito de suministro y una seccion intermedia acoplada de manera fluida a una carcasa de bomba por una valvula de entrada;
la figura 2 es una ilustracion esquematica de la bomba de hidrogeno donde la valvula de entrada esta abierta para permitir que la carcasa de bomba reciba el hidrogeno lfquido a traves de una entrada de carcasa; la figura 3 es una ilustracion esquematica de la bomba de hidrogeno donde la carcasa de bomba esta llena de hidrogeno lfquido y un elemento de calentamiento vaporiza el hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso para su liberacion en una valvula de control de flujo;
la figura 4 es una ilustracion esquematica de la bomba de hidrogeno donde la carcasa de bomba esta agotada de hidrogeno lfquido y la valvula de entrada esta abierta para permitir que el hidrogeno gaseoso se mezcle con el hidrogeno lfquido en la seccion intermedia;
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la figura 5 es una ilustracion esquematica de la bomba de hidrogeno donde esta abierta una valvula de ventilacion que permite la ventilacion del hidrogeno gaseoso residual de la carcasa de bomba con el fin de reducir la presion en su interior de tal manera que el hidrogeno lfquido pueda fluir hacia la carcasa de bomba; la figura 6 es una ilustracion esquematica de la bomba de hidrogeno donde la carcasa de bomba esta llena de hidrogeno lfquido y la valvula de entrada y la valvula de ventilacion estan cerradas para facilitar la vaporizacion del hidrogeno lfquido en hidrogeno gaseoso al comienzo de otro ciclo;
la figura 7 es una metodologfa de generacion de hidrogeno gaseoso a partir de hidrogeno lfquido;
la figura 8 es la representacion grafica del caudal de hidrogeno a lo largo del tiempo para una realizacion de la
bomba de hidrogeno; y
la figura 9 es una ilustracion en perspectiva de una aeronave en una realizacion de un vehmulo que puede incluir la bomba de hidrogeno.
Descripcion detallada
Haciendo referencia ahora a los dibujos donde las proyecciones tienen por objeto ilustrar solo las diversas realizaciones preferidas de la divulgacion y no limitar la misma, se muestra en la figura 1 una ilustracion esquematica de una bomba de hidrogeno 10 tal como puede usarse para convertir el hidrogeno lfquido 12 en hidrogeno gaseoso 14. Como se ha indicado anteriormente, el hidrogeno gaseoso 14 puede usarse como un combustible tal como para un motor de combustion interna, una celda de combustible o para una variedad de otras aplicaciones, sin limitacion, como se observa a continuacion.
En un sentido amplio, la bomba de hidrogeno 10 comprende una carcasa de bomba 36 y un mecanismo de calentamiento 54. La carcasa de bomba 36 puede estar configurada para recibir hidrogeno lfquido 12 a traves de una entrada de carcasa 38. Mas espedficamente, el hidrogeno lfquido 12 puede almacenarse en un deposito de suministro 20 tal como un deposito de suministro criogenico 20 adecuado para mantener el hidrogeno a una temperatura por debajo de aproximadamente 22 K (-420 °F). En este sentido, el deposito de suministro 20 puede configurarse como un deposito de suministro criogenico 20 que emplea un aislamiento activo y/o pasivo para mantener el hidrogeno en un estado lfquido. Sin embargo, el deposito de suministro 20 puede emplear cualquier tecnica conocida en la tecnica para mantener el hidrogeno en estado lfquido. Aunque se muestra como un recipiente de forma en general esferica, el deposito de suministro 20 puede proporcionarse en cualquier tamano, forma y configuracion adecuada, sin limitacion.
Tras recibir el hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36, puede configurarse un mecanismo de calentamiento 54 para vaporizar el hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 en hidrogeno gaseoso 14. Ademas, el mecanismo de calentamiento 54 puede estar configurado para aumentar la presion del hidrogeno gaseoso 14 en la carcasa de bomba 36 a un nivel que es adecuado para usarse por un componente que esta corriente abajo de la bomba de hidrogeno 10. Por ejemplo, para un motor de combustion interna, la bomba de hidrogeno 10 puede estar configurada para producir hidrogeno gaseoso 14 dentro de un intervalo de temperatura de aproximadamente 23 °C a 123 °C (-10 °F a 250 °F) y dentro de un intervalo de presion de aproximadamente 414 kPa a 689 kPa (60 a 100 Psia). Sin embargo, la bomba de hidrogeno 10 puede estar configurada para proporcionar el hidrogeno gaseoso 14 a cualquier temperatura y presion para su uso en una amplia variedad de aplicaciones.
Haciendo referencia todavfa a la figura 1, se muestra el deposito de suministro 20 acoplado de manera fluida a la carcasa de bomba 36 mediante una lmea de suministro 26. La carcasa de bomba 36 puede incluir una entrada de carcasa 38 a la que puede acoplarse de manera fluida una valvula de entrada 30. La valvula de entrada 30 puede ser operativa para abrirse y cerrarse para permitir la entrada de hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 y/o para permitir que el hidrogeno gaseoso 14 fluya fuera de la carcasa de bomba 36 de tal manera que el hidrogeno gaseoso 14 puede mezclarse con el hidrogeno lfquido 12 de una manera tal como se describira con mas detalle a continuacion.
Haciendo referencia brevemente a la figura 4, la bomba de hidrogeno 10 puede incluir ademas una seccion intermedia 28 interpuesta en la lmea de suministro 26 entre la valvula de entrada 30 y el deposito de suministro 20. Como se describira con mayor detalle a continuacion, la seccion intermedia 28 puede proporcionar una localizacion donde el hidrogeno gaseoso 14 de la carcasa de bomba 36 puede mezclarse con el hidrogeno lfquido 12 con el fin de reducir la temperatura del hidrogeno gaseoso 14. Ademas, la seccion intermedia 28 puede proporcionar una localizacion a traves de la cual puede dirigirse una lmea de ventilacion 74 que contiene hidrogeno gaseoso residual 34 para facilitar la extraccion de calor del hidrogeno gaseoso residual 34 antes de la entrega del hidrogeno gaseoso residual 34 al deposito de suministro 20 como tambien se describira a continuacion.
Ventajosamente, la bomba de hidrogeno 10 como se divulga en el presente documento proporciona un sistema cerrado y pasivo que combina el requisito de vaporizar el hidrogeno lfquido 12 y el bombeo continuo del hidrogeno de tal manera que el hidrogeno gaseoso 14 puede suministrarse continuamente para su uso corriente abajo tal como en un motor de combustion interna, una celda de combustible o cualquier otro sistema, entorno, aplicacion, montaje, estructura o vehmulo, sin limitacion alguna. Por ejemplo, la bomba de hidrogeno 10 puede incorporarse en una variedad de aplicaciones e industrias incluyendo, pero no limitadas a, operaciones de refinena, procesamiento de alimentos, refrigeracion de plantas de potencia y en instalaciones de reactores nucleares. Ademas, la bomba de
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hidrogeno 10 puede incorporarse en una amplia variedad de operaciones de fabricacion y otros procesos incluyendo, sin limitacion, tratamientos termicos, soldaduras y smtesis qmmicas.
Haciendo referencia todav^a a la figura 1, la carcasa de bomba 36, en una realizacion, puede comprender una seccion horizontal 42 que puede ser contigua a una seccion vertical 44. La seccion horizontal 42 puede estar configurada para contener o alojar el hidrogeno lfquido 12 que puede recibirse desde el deposito de suministro 20 y de tal manera que el hidrogeno lfquido 12 puede asentarse en la seccion horizontal 42. En este sentido, La seccion horizontal 42 puede estar configurada para recibir el hidrogeno lfquido 12 a traves de la entrada de carcasa 38. La seccion horizontal 42 puede proporcionarse en cualquier tamano, forma o configuracion para recibir el hidrogeno lfquido 12. Ademas, puede aplicarse calor al hidrogeno lfquido 12 en la seccion horizontal 42 usando el mecanismo de calentamiento 54.
La seccion vertical 44 puede extenderse hacia arriba de la seccion horizontal 42. Como se muestra en la figura 1, la seccion vertical 44 puede estar localizada en uno de los extremos opuestos de la seccion horizontal 42, aunque la seccion vertical 44 puede estar localizada en cualquier posicion relativa a la seccion horizontal 42. Ademas, la seccion vertical 44 puede estar configurada en cualquier tamano o forma y no limitarse a la que se muestra en las figuras. La seccion vertical 44 puede proporcionar una localizacion donde el hidrogeno gaseoso 14 puede acumularse en el interior de la carcasa de bomba 36.
A pesar de que se muestra en una configuracion en forma de L, la carcasa de bomba 36 puede proporcionarse en cualquier tamano, forma y configuracion que facilite la recepcion del hidrogeno lfquido 12 y el calentamiento del mismo. Ademas, la carcasa de bomba 36 puede proporcionarse en cualquier configuracion que facilite la vaporizacion y la acumulacion del hidrogeno gaseoso 14 para la descarga de la carcasa de bomba 36. En este sentido, la carcasa de bomba 36 puede estar configurada para liberar el hidrogeno gaseoso 14 a traves de la salida de carcasa 40 cuando el hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36 alcanza una presion predeterminada. La salida de carcasa 40 de la carcasa de bomba 36 puede estar configurada para cerrarse cuando el hidrogeno lfquido 12 cae por debajo de un nivel predeterminado. Ademas, como se muestra en la figura 4, la carcasa de bomba 36 puede estar operativa para ventilar el hidrogeno gaseoso residual 34 que permanece en la carcasa de bomba 36 despues de que se cierre la salida de carcasa 40 para reducir la presion dentro de la carcasa de bomba 36. De esta manera, el hidrogeno lfquido adicional 12 puede entrar en la carcasa de bomba 36 a traves de la entrada de carcasa 38, como se muestra en la figura 5 y como se describira con mas detalle a continuacion.
La bomba de hidrogeno 10 puede incluir una valvula de control de flujo 60 que puede estar acoplada de manera fluida o integrada en la salida de carcasa 40. La valvula de control de flujo 60 puede incluir una entrada de valvula de control de flujo 64 y una salida de valvula de control de flujo 66. La entrada de valvula de control de flujo 64 puede estar acoplada de manera fluida a la salida de carcasa 40. La salida de valvula de control de flujo 66 puede estar acoplada de manera fluida a un componente corriente abajo a traves de un conducto de suministro (no mostrado) de tal manera que el componente corriente abajo puede recibir el hidrogeno gaseoso 14 de la bomba de hidrogeno 10. La valvula de control de flujo 60 puede proporcionarse en cualquier configuracion adecuada tal como una valvula de retencion, un regulador de presion 58 o cualquier otra disposicion o mecanismo de valvula adecuado que regule la apertura y el cierre de la salida de carcasa 40. La valvula de control de flujo 60 puede incluir un accionador de valvula de control 62 que puede estar configurado para abrir la valvula de control de flujo 60 para permitir la liberacion del hidrogeno gaseoso 14 de la carcasa de bomba 36 tras alcanzar una presion predeterminada del hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36. Ademas, la valvula de control de flujo 60 puede estar configurada para cerrarse cuando la presion del hidrogeno gaseoso 14 cae por debajo de una presion predeterminada y/o cuando el nivel del hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 cae por debajo de un nivel predeterminado tal como por debajo de un nivel de agotamiento 53, como se ilustra en la figura 4.
En una realizacion, la valvula de control de flujo 60 puede estar regulada en correspondencia con un nivel detectado del hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36. Por ejemplo, la valvula de control de flujo 60 o el accionador de valvula de control 62 pueden estar acoplados comunicativamente a uno o mas sensores de nivel 48 que pueden estar montados dentro o incorporados en la carcasa de bomba 36 tal como en la seccion horizontal 42 como se muestra en la figura 1. En este sentido, la carcasa de bomba 36 puede incluir uno o mas sensores de llenado 50 y/o uno o mas sensores de agotamiento 52. El sensor de llenado 50 y el sensor de agotamiento 52 pueden estar acoplados comunicativamente a la valvula de control de flujo 60, la valvula de entrada 30 y/o a la valvula de ventilacion 70, como se ilustra en la figura 1. El sensor de llenado 50 y el sensor de agotamiento 52 pueden proporcionarse como cualquier mecanismo adecuado configurado para detectar el nivel del hidrogeno ifquido 12. Por ejemplo, el sensor de llenado 50 y/o el sensor de agotamiento 52 pueden proporcionarse como un sensor optico, un sensor ultrasonico, o cualquier otro dispositivo de deteccion de nivel adecuado.
En una realizacion, el sensor de llenado 50 puede detectar cuando el hidrogeno lfquido 12 alcanza un nivel de llenado 51 dentro de la seccion horizontal 42 de la carcasa de bomba 36. El sensor de llenado 50 puede generar unas senales representativas del alcance del nivel de llenado 51. Tales senales pueden proporcionarse a la valvula de control de flujo 60, la valvula de entrada 30, la valvula de ventilacion 70 y/o a cualquier otro mecanismo de operacion de la bomba de hidrogeno 10. El sensor de agotamiento 52 puede estar operativo para detectar y/o indicar cuando el hidrogeno lfquido 12 cae por debajo de un nivel de agotamiento 53 lo que puede indicar que la carcasa de
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bomba 36 esta vada.
La bomba de hidrogeno 10 puede incluir una lmea de deteccion 68 que puede extenderse entre la valvula de control de flujo 60 y la carcasa de bomba 36. La lmea de deteccion 68 puede estar configurada para proporcionar unas senales representativas de una contrapresion del hidrogeno gaseoso 14 en la salida de carcasa 40. La contrapresion puede detectarse por cualquier sensor adecuado tal como por uno o mas transductores de presion (no mostrados). La acumulacion de hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36 y, mas espedficamente, dentro de la seccion vertical 44 de la carcasa de bomba 36 puede detectarse y comunicarse a la valvula de control de flujo 60 a traves de la lmea de deteccion 68 de tal manera que la valvula de control de flujo 60 puede regularse en consecuencia. Por ejemplo, la valvula de control de flujo 60 puede abrirse para liberar el hidrogeno gaseoso 14 tras alcanzar una presion predeterminada dentro de la carcasa de bomba 36.
En una realizacion, la valvula de control de flujo 60 puede estar localizada o colocada en una elevacion mas alta que la carcasa de bomba 36 y/o en una elevacion mas alta que la salida de carcasa 40 para facilitar la liberacion del hidrogeno gaseoso 14. Sin embargo, la valvula de control de flujo 60 puede estar localizada en cualquier elevacion en relacion con la carcasa de bomba 36. Del mismo modo, el deposito de suministro 20 tambien puede estar colocado en una elevacion mas alta que la entrada de carcasa 38 con el fin de facilitar la alimentacion por gravedad del hidrogeno lfquido 12 a la carcasa de bomba 36. Sin embargo, las ilustraciones esquematicas de las figuras 1-6 representan una disposicion de la bomba de hidrogeno 10 y no deben interpretarse como disposiciones alternativas limitantes en relacion con las posiciones relativas del deposito de suministro 20, la carcasa de bomba 36, la valvula de control de flujo 60 y otros componentes incluidos en la bomba de hidrogeno 10. Por ejemplo, el deposito de suministro 20 puede estar localizado en la misma elevacion que la carcasa de bomba 36. Como alternativa, el deposito de suministro 20 puede estar localizado en una elevacion inferior que la carcasa de bomba 36. La bomba de hidrogeno 10 puede incluir opcionalmente una bomba auxiliar para impulsar el hidrogeno lfquido 12 a la carcasa de bomba 36. Por ejemplo, la bomba de hidrogeno 10 puede incluir una bomba de refuerzo 46 que puede acoplarse de manera fluida a la carcasa de bomba 36 en la entrada de carcasa 38 para aumentar el caudal del hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36.
Haciendo referencia todavfa a la figura 1, la bomba de hidrogeno 10 puede incluir el mecanismo de calentamiento 54 que puede estar configurado para vaporizar el hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 para generar el hidrogeno gaseoso (14). El mecanismo de calentamiento 54 tambien puede estar configurado para aumentar la presion del hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36 aplicando continuamente calor al hidrogeno ifquido 12 y/o al hidrogeno gaseoso 14. En una realizacion, el mecanismo de calentamiento 54 puede comprender un elemento de calentamiento montado externamente dispuesto alrededor o cubriendo al menos una parte exterior de la seccion horizontal 42 de la carcasa de bomba 36. Como alternativa o ademas de una disposicion montada externamente, el mecanismo de calentamiento 54 puede comprender uno o mas elementos de calentamiento que se extienden en el interior de la carcasa de bomba 36 tal como en la seccion horizontal 42 y/o en seccion vertical 44 en una o mas localizaciones.
Independientemente de la configuracion espedfica, el mecanismo de calentamiento 54 puede estar configurado para aumentar la temperatura del hidrogeno lfquido 12. Por ejemplo, el mecanismo de calentamiento 54 puede estar configurado para provocar la vaporizacion gradual del hidrogeno lfquido 12 en hidrogeno gaseoso 14 o vaporizar continuamente el hidrogeno lfquido 12 en hidrogeno gaseoso 14. En una realizacion, el mecanismo de calentamiento 54 puede estar configurado para calentar intermitente o periodicamente el hidrogeno lfquido 12 a una temperatura que provoque la vaporizacion. Ademas, el mecanismo de calentamiento 54 puede estar configurado para aumentar la temperatura y/o la presion del hidrogeno gaseoso 14 a un nivel que corresponde a los requisitos operativos del componente corriente abajo al que se suministra el hidrogeno gaseoso 14, tal como un motor de combustion interna.
La bomba de hidrogeno 10 puede incluir ademas una lmea de ventilacion 74 que puede extenderse desde la carcasa de bomba 36 para permitir la ventilacion del hidrogeno gaseoso 14. En una realizacion mostrada en la figura 1, la lmea de ventilacion 74 puede extenderse entre la carcasa de bomba 36 y el deposito de suministro 20 para ventilar el hidrogeno gaseoso residual 34 al deposito de suministro 20 como se muestra en la figura 4. Por ejemplo, en un tiempo predeterminado durante la operacion de la bomba de hidrogeno 10 tal como tras el agotamiento del hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36, puede ser deseable reducir la presion dentro de la carcasa de bomba 36 para permitir que el hidrogeno lfquido adicional 12 fluya al interior de la carcasa de bomba 36 en el inicio de otro ciclo. Con el fin de regular la ventilacion de la carcasa de bomba 36, la lmea de ventilacion 74 puede incluir una valvula de ventilacion 70 acoplada a un accionador de valvula de ventilacion 72. El accionador de valvula de ventilacion 72 puede estar acoplado comunicativamente con el sensor de llenado 50 y/o con el sensor de agotamiento 52 o a otros componentes de deteccion y control de la bomba de hidrogeno 10 tales como, sin limitacion, la valvula de entrada 30 y la valvula de control de flujo 60.
La valvula de ventilacion 70 puede ser operativa para abrirse en respuesta a recibir una senal que indica que el hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36 esta en o por debajo del nivel de agotamiento 53. La valvula de ventilacion abierta 70 permite que el hidrogeno gaseoso residual 34 se ventile de la carcasa de bomba 36, tal como al deposito de suministro 20, como se muestra en la figura 4. Simultaneamente con la apertura de la valvula de ventilacion 70, puede abrirse la valvula de entrada 30 para facilitar la entrada de hidrogeno lfquido adicional 12 en
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la carcasa de bomba 36. La valvula de ventilacion 70 puede permanecer abierta hasta que el hidrogeno Kquido 12 alcance un nivel predeterminado tal como el nivel de llenado 51 dentro de la carcasa de bomba 36 como se ilustra en figura 3. Tras alcanzar el nivel de llenado 51 que se detecta por el sensor de llenado 50, la valvula de ventilacion 70, la valvula de entrada 30 y la valvula de control de flujo 60 pueden cerrarse con el fin de sellar la carcasa de bomba 36 para permitir la vaporizacion del hidrogeno lfquido 12 y la generacion del hidrogeno gaseoso 14. Opcionalmente, la valvula de entrada 30 puede abrirse durante un periodo de tiempo predeterminado anterior a abrir la valvula de entrada 30 para permitir que el hidrogeno gaseoso 14 fluya fuera de la carcasa de bomba 36 donde el hidrogeno gaseoso 14 puede mezclarse con el hidrogeno lfquido 12 en la seccion intermedia 28 o en la lmea de suministro 26. La mezcla del hidrogeno gaseoso 14 con el hidrogeno lfquido 12 puede reducir la temperatura del hidrogeno gaseoso 14.
Haciendo referencia a la figura 4, la bomba de hidrogeno 10 puede incluir un mecanismo de extraccion de calor 76 configurado para extraer el calor del hidrogeno gaseoso residual 34 que se ventila de la carcasa de bomba 36. La extraccion del calor del hidrogeno gaseoso residual 34 reduce la cantidad de calor necesaria para vaporizar el hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36. En una realizacion, el mecanismo de extraccion de calor 76 puede comprender una parte de la lmea de ventilacion 74 que se extiende a traves de la seccion intermedia 28 que puede llenarse con el hidrogeno lfquido 12. La parte de la lmea de ventilacion 74 en la seccion intermedia 28 puede formarse o conformarse en una trayectoria tortuosa con el fin de maximizar la cantidad de area superficial de la lmea de ventilacion 74 que esta expuesta al hidrogeno lfquido 12. Sin embargo, el mecanismo de extraccion de calor 76 no se limita a encaminar la lmea de ventilacion 74 a traves de la seccion intermedia 28 sino que puede comprender una variedad de configuraciones alternativas para extraer el calor del hidrogeno gaseoso residual 34 en la lmea de ventilacion 74.
Haciendo referencia a la figura 1, en una realizacion, la bomba de hidrogeno 10 puede incluir ademas un filtro de coalescencia 56 para evitar la formacion de gotitas de hidrogeno lfquido 12 en el interior de la lmea de ventilacion 74. Tales gotitas pueden arrastrarse con el hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36. Si se deja sin filtrar, las gotitas de hidrogeno lfquido 12 pueden atraparse dentro de la lmea de ventilacion 74 lo que puede resultar en la obstruccion de la misma. El filtro de coalescencia 56 puede montarse en una entrada de la lmea de ventilacion 74 que puede extenderse dentro de la carcasa de bomba 36 como se muestra en las figuras 1-6. El filtro de coalescencia 56 puede proporcionarse en cualquier configuracion adecuada que evite la entrada o la formacion de las gotitas de hidrogeno lfquido 12 en la lmea de ventilacion 74. Por ejemplo, el filtro de coalescencia 56 puede comprender una disposicion que obligue al gas residual hacia el interior de una trayectoria tortuosa que tiene multiples vueltas para separar las gotitas de lfquido del hidrogeno gaseoso 14 antes de entrar en la lmea de ventilacion 46.
En una realizacion de la bomba de hidrogeno 10, la tubena de ventilacion 74 puede terminar en el deposito de suministro 20 que puede incluir un difusor 24 para reducir la velocidad a la que el hidrogeno gaseoso 14 se descarga de la lmea de ventilacion 74. En este sentido, el difusor 24 puede evitar o minimizar la perturbacion de la superficie del hidrogeno lfquido 12 que puede provocar salpicaduras dentro del deposito de suministro 20 y que puede provocar una cafda de presion dentro del volumen libre 22 del deposito de suministro 20 y/o una obstruccion del difusor 24. El difusor 24 puede evitar tales salpicaduras evitando la descarga directa sobre la superficie del hidrogeno lfquido 12 en el deposito de suministro 20.
La operacion de la bomba de hidrogeno 10 se describira a continuacion con referencia al diagrama de flujo de la figura 7 y las ilustraciones esquematicas de las figuras 1-6. La figura 7 ilustra una metodologfa de vaporizacion del hidrogeno lfquido 12 para formar el hidrogeno gaseoso 14. En las ilustraciones esquematicas, el hidrogeno lfquido 12 se indica como ocupando una seccion de lfquido 16 de la bomba de hidrogeno 10. El hidrogeno gaseoso 14 esta indicado como ocupando una seccion gaseosa 18 de la bomba de hidrogeno 10. La metodologfa comprende bombear el hidrogeno lfquido 12 a traves de la bomba de hidrogeno 10 de una manera pasiva sin el uso de bombas auxiliares, aunque pueden incluirse bombas de este tipo para mejorar los caudales de hidrogeno lfquido 12. La etapa 150 de la metodologfa puede comprender recibir el hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 al comienzo de un ciclo de operacion abriendo la valvula de entrada 30 en la lmea de suministro 26 que conecta el deposito de suministro 20 a la carcasa de bomba 36.
Como se muestra en la figura 1, el deposito de suministro 20 puede estar localizado en una elevacion que facilite la alimentacion gravitacional del hidrogeno lfquido 12 desde el deposito de suministro 20 a la carcasa de bomba 36. Sin embargo, el hidrogeno lfquido 12 puede proporcionarse a la carcasa de bomba 36 usando un mecanismo de bombeo separado tal como una bomba mecanica como una alternativa o ademas de una disposicion de alimentacion gravitacional. El hidrogeno lfquido 12 procedente del deposito de suministro 20 puede fluir a traves de la lmea de suministro 26 y puede pasar a traves y/o llenar la seccion intermedia 28. Como puede verse en la figura 1, la valvula de entrada 30 puede inicialmente proporcionarse en una condicion cerrada en la etapa 150. La valvula de entrada 30 puede regularse por un accionador de valvula de entrada 32 ilustrado en la figura 1 y que puede estar acoplado comunicativamente al sensor de llenado 50 y/o al sensor de agotamiento 52 y/o a otros componentes tales como la valvula de control de flujo 60 y la valvula de ventilacion 70.
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Haciendo referencia a la figura 2, en la etapa 152, el accionador de valvula de entrada 32 puede abrir la valvula de entrada 30 permitiendo que el hidrogeno lfquido 12 fluya desde el deposito de suministro 20 y hacia el interior de la seccion intermedia 28 de tal manera que el hidrogeno Kquido 12 se recibe dentro de la carcasa de bomba 36. La valvula de entrada 30 puede mantenerse en la posicion abierta hasta que el hidrogeno lfquido 12 alcance un nivel predeterminado dentro de la carcasa de bomba 36 tal como el nivel de llenado 51 mostrado en la figura 2. El nivel de llenado 51 puede detectarse por el sensor de llenado 50 o por otro mecanismo sensor adecuado.
Haciendo referencia a la figura 3, la etapa 154 puede comprender cerrar la valvula de entrada 30 tras alcanzar el hidrogeno lfquido 12 un nivel predeterminado tal como el nivel de llenado 51. La carcasa de bomba 36 esta sellada preferentemente para eliminar sustancialmente escapes en la carcasa de bomba 36. Por ejemplo, la carcasa de bomba 36 puede sellarse manteniendo la valvula de entrada 30, la valvula de control de flujo 60 y la valvula de ventilacion 70 en la posicion cerrada. La etapa 156 puede comprender aplicar calor al hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36 usando el mecanismo de calentamiento 54 para aumentar la temperatura del hidrogeno lfquido 12 de tal manera que el hidrogeno lfquido 12 se vaporiza y se genera hidrogeno gaseoso 14. El sellado de la carcasa de bomba 36 puede realizarse antes de la vaporizacion del hidrogeno lfquido 12 en hidrogeno gaseoso 14 para prevenir la descarga o el escape del hidrogeno gaseoso 14 de la carcasa de bomba 36. El calentamiento del hidrogeno lfquido 12 puede comprender aplicar calor a un exterior de la seccion horizontal 42 y/o de la seccion vertical 44. Ademas, el calentamiento del hidrogeno lfquido 12 puede comprender aplicar calor directa o indirectamente al hidrogeno lfquido 12 mediante cualquier medio adecuado, incluyendo, pero no limitado a, un elemento de calentamiento que se extiende alrededor de un exterior de la carcasa de bomba 36 y/o montando una o mas sondas dentro de la seccion horizontal 42 de tal manera que las sondas se extienden en el hidrogeno lfquido 12.
Como puede verse en la figura 3, la carcasa de bomba 36 puede contener el hidrogeno lfquido 12 en la seccion horizontal 42 y el hidrogeno gaseoso 14 en la seccion vertical 44 aunque el hidrogeno gaseoso 14 tambien puede ocupar una parte de la seccion horizontal 42, y viceversa. En una realizacion, la carcasa de bomba 36 puede formar una configuracion en forma de L que puede facilitar la acumulacion uniforme del hidrogeno gaseoso 14 dentro de la seccion vertical 44 y que tambien puede facilitar el flujo uniforme del hidrogeno gaseoso presurizado 14 fuera de la seccion vertical 44 a traves de la salida de la carcasa 40 y/o la valvula de control de flujo 60. La orientacion horizontal de la seccion horizontal 42 puede facilitar la sedimentacion del hidrogeno lfquido 12 cuando el hidrogeno lfquido 12 entra en la carcasa de bomba 36. En este sentido, la seccion horizontal 42 puede incluir una o mas entradas de carcasa 38 y no esta limitada a la configuracion espedfica mostrada que contiene una unica entrada de carcasa 38.
Haciendo referencia todavfa a la figura 3, la etapa 158 puede comprender abrir la valvula de control de flujo 60 tras alcanzar una presion predeterminada del hidrogeno gaseoso 14 dentro de la carcasa de bomba 36. Tras la apertura de la valvula de control de flujo 60, el hidrogeno gaseoso 14 puede liberarse de la carcasa de bomba 36 para entregarse a un componente corriente abajo. El hidrogeno gaseoso 14 puede generarse continuamente debido a su calentamiento por el mecanismo de calentamiento 54. En este sentido, la generacion del hidrogeno gaseoso 14 en el nivel de presion predeterminado puede continuar con la valvula de control de flujo 60 manteniendose en la posicion abierta en correspondencia con el mantenimiento de una presion predeterminada del hidrogeno gaseoso 14.
El calentamiento del hidrogeno lfquido 12 puede ser continuo, intermitente y/o sobre una base como se necesite para generar el hidrogeno gaseoso 14. Ademas, el calor puede aplicarse al hidrogeno lfquido 12 y/o al hidrogeno gaseoso 14 en funcion de los requisitos del sistema corriente abajo al que puede entregarse el hidrogeno gaseoso 14. En una realizacion, el calentamiento puede continuar hasta que el hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36 caiga por debajo de un nivel predeterminado como puede detectarse por el sensor de agotamiento 52 mostrado en las figuras 1-6.
Haciendo referencia a la figura 4, tras la cafda del hidrogeno lfquido 12 por debajo del nivel de agotamiento 53, la etapa 160 comprende cerrar la valvula de control de flujo 60. La carcasa de bomba 36 puede contener hidrogeno gaseoso residual 34 en la seccion horizontal 42 y/o en la seccion vertical 44. La etapa 162 puede comprender abrir la valvula de entrada 30 donde la presion relativamente mas alta en la carcasa de bomba 36 resulta en el hidrogeno gaseoso residual 34 o en el hidrogeno gaseoso 14 que fluye de vuelta a traves de la entrada de carcasa 38 y hacia el interior de la lmea de suministro 26 y/o de la seccion intermedia 28. Tras fluir de vuelta a traves de la entrada de carcasa 38, el hidrogeno gaseoso 14 se encuentra con el hidrogeno lfquido 12 y puede mezclarse con el hidrogeno lfquido 12 en la etapa 164. Tal mezcla puede reducir la temperatura del hidrogeno gaseoso 14 a una temperatura en general igual a la del hidrogeno lfquido 12.
Haciendo referencia a la figura 5, la etapa 166 comprende abrir la valvula de ventilacion 70 para ventilar el hidrogeno gaseoso residual 34 que queda en la carcasa de bomba 36 para reducir la presion dentro de la misma. La lmea de ventilacion 74 puede conectar la carcasa de bomba 36 al deposito de suministro 20 de tal manera que el hidrogeno gaseoso residual 34 fluye a traves de la lmea de ventilacion 74 y se descarga en el deposito de suministro 20 cuando se abre la valvula de ventilacion 70. En la etapa 168, puede extraerse el calor del hidrogeno gaseoso 14 en la lmea de ventilacion 74 encaminando una parte de la lmea de ventilacion 74 a traves de la seccion intermedia 28. Sin embargo, el calor puede extraerse del hidrogeno gaseoso residual 34 usando unas disposiciones alternativas.
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Por ejemplo, la lmea de ventilacion 74 puede encaminarse a traves de cualquier seccion de la bomba de hidrogeno 10 que contiene hidrogeno lfquido 12 con el fin de extraer el calor contenido en el hidrogeno gaseoso residual 34 antes de su descarga en el deposito de suministro 20.
Haciendo referencia todavfa a la figura 5, el metodo puede comprender ademas la etapa de eliminar las gotitas de lfquido que pueden arrastrarse en el hidrogeno gaseoso residual 34 en la carcasa de bomba 36 antes de que el hidrogeno gaseoso 14 entre en la lmea de ventilacion 74. En este sentido, puede emplearse el filtro de coalescencia 56 como se ha descrito anteriormente con el fin de evitar la entrada de gotitas de lfquido en la lmea de ventilacion 74 que de otra manera pueden obstruir la lmea de ventilacion 74. Como puede verse en la figura 5, la valvula de entrada 30 puede abrirse cuando se abre la valvula de ventilacion 70 de tal manera que el hidrogeno lfquido adicional 12 puede fluir dentro de la carcasa de bomba 36, mientras que simultaneamente se ventila el hidrogeno gaseoso 14 al deposito de suministro 20.
Haciendo referencia a la figura 6, la etapa 170 puede comprender llenar la carcasa de bomba 36 con hidrogeno lfquido 12 en el inicio de un nuevo ciclo. El hidrogeno lfquido 12 puede fluir hacia el interior de la entrada de carcasa 38 y desplazar el hidrogeno gaseoso residual 34 o el hidrogeno gaseoso 14, forzando al hidrogeno gaseoso 14 a ventilarse de la carcasa de bomba 36 a traves de la lmea de ventilacion 74. El hidrogeno lfquido 12 puede fluir hacia el interior de la carcasa de bomba 36 cuando la valvula de entrada 30 esta en la posicion abierta. La valvula de entrada 30 puede permanecer abierta hasta que el nivel del hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36 alcance el nivel predeterminado tal como el nivel de llenado 51 indicado por el sensor de llenado 50. La carcasa de bomba 36 puede sellarse cerrando la valvula de entrada 30, la valvula de ventilacion 70 y la valvula de control de flujo 60, mientras que el mecanismo de calentamiento 54 aplica calor al hidrogeno lfquido 12. Las etapas descritas anteriormente pueden repetirse continuamente hasta que se agote el hidrogeno lfquido 12 dentro del deposito de suministro 20 o la operacion puede terminarse en un momento mas temprano.
Haciendo referencia a la figura 8, se muestra una representacion grafica del caudal del hidrogeno gaseoso 14 en funcion del tiempo medido durante el ensayo de una realizacion de la bomba de hidrogeno 10. La representacion grafica incluye una lmea horizontal que ilustra un caudal previsto (es decir, mdot ave. previsto) de hidrogeno gaseoso 14. Una realizacion de la bomba de hidrogeno 10 como ensayo resulto en un caudal de masa de aproximadamente 3,6-6,4 kg (8-14 libras) de hidrogeno por hora durante un tiempo de operacion de aproximadamente 120 segundos. El aumento inicial del caudal como se ilustra en la curva en un lado a mano izquierda de la representacion grafica se asocia con la estratificacion termica del hidrogeno lfquido 12 en el inicio. La curva representa la vaporizacion del hidrogeno lfquido 12 hirviendo el hidrogeno lfquido 12 dentro de la carcasa de bomba 36. La disminucion del caudal ilustrado en la curva en un lado a mano derecha de la representacion grafica puede estar asociada con una reduccion en el area de superficie del hidrogeno lfquido 12 en la carcasa de bomba 36 durante el hervido debido a la reduccion del area de superficie del hidrogeno lfquido dentro de la carcasa de bomba cilmdricamente formada 36.
Haciendo referencia a la figura 9, se muestra una aeronave 100, tal como una aeronave de larga resistencia y gran altitud (es decir, HALE) 100 en la que puede incorporarse la bomba de hidrogeno 10. Como puede verse, la aeronave 100 puede incluir una disposicion convencional que tiene un fuselaje 102 con alas 104 y una seccion de cola 106. El avion 100 puede incluir una o mas unidades de propulsion 108 que pueden proporcionarse en una variedad de configuraciones, incluyendo, pero no limitadas a, un motor de combustion interna en o una disposicion de turbina y/o una disposicion de piston para la combustion del hidrogeno gaseoso 14 generado por la bomba de hidrogeno 10.
Aunque la bomba de hidrogeno 10 se ilustra y se describe en una realizacion que puede estar integrada en la aeronave 100 ilustrada en la figura 9, debena observarse que la bomba de hidrogeno 10 y la metodologfa pueden integrarse en cualquier sistema, subsistema, conjunto, subconjunto, estructura y vehmulo incluyendo vehmulos marinos, de tierra, de aire y/o espaciales. Ademas, la bomba de hidrogeno 10 puede estar incorporada en cualquier aplicacion y puede usarse en cualquier industria, operacion o proceso, como se ha indicado anteriormente. Ventajosamente, la bomba de hidrogeno 10 y la metodologfa proporcionan un sistema pasivo, cerrado para vaporizar y bombear el hidrogeno de una manera fiable y eficiente para su uso por cualquier componente corriente abajo.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una bomba de hidrogeno (10), que comprende:
    un deposito de suministro (20) que almacena hidrogeno Kquido (12);
    una carcasa de bomba (36) configurada para recibir el hidrogeno Ifquido (12) desde el deposito de suministro (20) a traves de una entrada de carcasa (38); y
    un mecanismo de calentamiento (54) configurado para vaporizar el hidrogeno Ifquido (12) en hidrogeno gaseoso (14) y aumentar la presion del mismo dentro de la carcasa de bomba (36);
    caracterizada por que:
    la carcasa de bomba (36) esta configurada para liberar el hidrogeno gaseoso (14) a traves de una salida de carcasa (40) tras alcanzar una presion predeterminada del hidrogeno gaseoso (14);
    la carcasa de bomba (36) esta configurada para cerrar la salida de carcasa (40) y ventilar el hidrogeno gaseoso residual (34) de la carcasa de bomba (36) para permitir que entre hidrogeno lfquido (12) adicional en la carcasa de bomba (36) a traves de la entrada de carcasa (38);
    una lmea de ventilacion (74) se extiende entre la carcasa de bomba (36) y el deposito de suministro (20); y una valvula de ventilacion (70) montada en la lmea de ventilacion (74), para ventilar el hidrogeno gaseoso residual (34) desde la carcasa de bomba (36) al deposito de suministro (20) para reducir la presion dentro de la carcasa de bomba (36) de tal manera que el hidrogeno lfquido (14) fluya desde el deposito de suministro y en la carcasa de bomba (36).
  2. 2. La bomba de hidrogeno (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    una valvula de entrada (30) acoplada a la entrada de carcasa (38) y que es operativa para abrirse de tal manera que el hidrogeno lfquido (12) se recibe en la carcasa de bomba (36), siendo la valvula de entrada (30) operativa para cerrarse en respuesta al hidrogeno lfquido (12) que alcanza un nivel de llenado (51) en la carcasa de bomba (36).
  3. 3. La bomba de hidrogeno (10) de la reivindicacion 1, donde:
    la valvula de entrada (30) es operativa para abrirse en respuesta al hidrogeno lfquido (12) que cae por debajo de un nivel de agotamiento (53).
  4. 4. La bomba de hidrogeno (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    una seccion intermedia (28) que conecta de manera fluida el deposito de suministro (20) a la entrada de carcasa (38) y que contiene el hidrogeno lfquido (12).
  5. 5. La bomba de hidrogeno (10) de la reivindicacion 4, que comprende ademas:
    un mecanismo de extraccion de calor (76) que comprende una parte de la lmea de ventilacion (74) que se extiende a traves del hidrogeno lfquido (12) en la seccion intermedia (28) y que extrae calor del hidrogeno gaseoso (14) en la lmea de ventilacion (74).
  6. 6. La bomba de hidrogeno (10) de la reivindicacion 1, donde:
    el mecanismo de calentamiento (54) comprende al menos uno de un elemento de calentamiento en un exterior de la carcasa de bomba (36) y una sonda que se extiende en el hidrogeno lfquido (12).
  7. 7. Una aeronave de larga resistencia y gran altitud (HALE) (100) que tiene una o mas unidades de propulsion (108) para quemar el hidrogeno gaseoso (14) suministrado por la bomba de hidrogeno (10) de cualquier reivindicacion anterior.
  8. 8. Un metodo de bombeo de hidrogeno, que comprende las etapas de:
    recibir el hidrogeno lfquido (12) en una carcasa de bomba (36) desde un deposito de suministro (20); caracterizado por:
    calentar el hidrogeno lfquido (12) con el fin de vaporizarlo en hidrogeno gaseoso (14) en la carcasa de bomba (36);
    liberar el hidrogeno gaseoso (14) de la carcasa de bomba (36) tras alcanzar una presion predeterminada; y ventilar el hidrogeno gaseoso residual (34) desde la carcasa de bomba (36) al deposito de suministro (20) a traves de una lmea de ventilacion (74) para reducir la presion dentro de la carcasa de bomba (36) de tal manera
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    que el hidrogeno Uquido (12) adicional fluya desde el deposito de suministro (20) a la carcasa de bomba (36).
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, que comprende ademas la etapa de:
    sellar la carcasa de bomba (36) antes de vaporizar el hidrogeno lfquido (12).
  10. 10. El metodo de la reivindicacion 8, donde la lmea de ventilacion (74) se extiende a traves del hidrogeno lfquido (12) en una seccion intermedia (28) que conecta de manera fluida el deposito de suministro (20) y la entrada de carcasa (38), comprendiendo ademas el metodo la etapa de:
    extraer el calor del hidrogeno gaseoso (14) en la lmea de ventilacion (74) dirigiendo el hidrogeno gaseoso (14) a traves de una parte de la lmea de ventilacion (14) que se extiende a traves del hidrogeno lfquido (12) en la seccion intermedia (28).
  11. 11. El metodo de la reivindicacion 8, que comprende ademas la etapa de:
    calentar el hidrogeno lfquido (12) mediante al menos uno de calentar el exterior de la carcasa de bomba (36) con un elemento de calentamiento, y usar una sonda que se extiende en el hidrogeno lfquido (12).
  12. 12. El metodo de la reivindicacion 8, que comprende ademas la etapa de:
    abrir una valvula de entrada (30) acoplada a la entrada de carcasa (38), de tal manera que el hidrogeno lfquido (12) se recibe en la carcasa de bomba (36), y cerrar la valvula de entrada (30) en respuesta al hidrogeno lfquido (12) que alcanza un nivel de llenado (51) en la carcasa de bomba (36).
  13. 13. El metodo de la reivindicacion 12, donde la etapa de abrir la valvula de entrada (3) comprende:
    abrir la valvula de entrada (30) en respuesta al hidrogeno lfquido (12) que cae por debajo de un nivel de agotamiento (53).
  14. 14. El metodo de la reivindicacion 8, donde la etapa de ventilar el hidrogeno gaseoso residual (34) comprende eliminar las gotitas de hidrogeno lfquido arrastradas en el hidrogeno gaseoso (14) antes de ventilar el hidrogeno gaseoso residual (34) de la carcasa de bomba (36).
  15. 15. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que comprende ademas suministrar el hidrogeno gaseoso (14) a una o mas unidades de propulsion (108) de una aeronave de larga resistencia y gran altitud (HALE) (100), y quemar el hidrogeno gaseoso (14) en la o cada unidad de propulsion (108).
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