ES2692851T3 - Recinto de confinamiento para sistema de pila de combustible, concretamente para un vehículo submarino - Google Patents

Abstract

Recinto (10) de confinamiento para sistema de pila de combustible, concretamente para un vehículo submarino, que consta de medios de puesta en circulación de un flujo de gas, concretamente de ventilación de dicho recinto, entre una boca de inyección (14) situada en la parte baja del recinto (10) y una boca de extracción (15) situada en la parte alta del recinto (10), caracterizado porque al menos una de las bocas (14, 15) está asociada a medios de puesta en circulación controlada del flujo de gas por toda la sección del recinto y porque el recinto (10) consta de paredes inferior (18) y superior (19) asociadas a medios que forman un túnel distribuidor (22) y un túnel colector (23) del flujo de gas respectivamente, estando el túnel distribuidor (22) y el túnel colector (23) delimitados, cada uno, por una placa perforada (20, 21) colocada a distancia de la pared inferior (18) o superior (19) correspondiente del recinto (10), estando cada placa perforada (20, 21) dotada de perforaciones dispuestas en dicha placa (20, 21) de modo que el flujo de gas inyectado y extraído varíe en función de la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente, presentando las perforaciones un diámetro progresivamente variable en función de la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente, siendo el diámetro de las perforaciones de la placa progresivamente creciente cuando la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente aumenta.

Description

DESCRIPCION

Recinto de confinamiento para sistema de pila de combustible, concretamente para un vehlcuio submarino

5 [0001] La presente invencion se refiere a un recinto de confinamiento para un sistema de pila de combustible,

concretamente para un vehlculo submarino, que consta de medios de puesta en circulacion de un flujo de gas, concretamente de ventilacion de dicho recinto, entre una boca de inyeccion situada en la parte baja del recinto y una boca de extraccion situada en la parte alta del recinto.

10 [0002] En lo sucesivo en la descripcion, el termino “pila” se utilizara de forma abreviada para designar el

conjunto del sistema de pila.

[0003] Mas particularmente, este recinto tiene aplicaciones en sistemas de produccion de energla incorporados a bordo de vehlculos submarinos, tales como los submarinos propiamente dichos.

15

[0004] De forma general, este tipo de sistemas de produccion de energla puede estar englobado en lo que se denomina comunmente los sistemas de propulsion independientes del aire, tambien conocidos con el nombre de sistemas AIP.

20 [0005] No obstante, la utilizacion de dichas pilas de combustible en este tipo de aplicacion necesita que se

tomen cierto numero de precauciones.

[0006] En efecto, la seguridad de utilizacion de estas pilas, concretamente debido a los riesgos de inflamacion ligados a la presencia de hidrogeno, obliga a confinar la pila en un recinto de confinamiento ventilado.

25

[0007] Dicha pila consta de cierto numero de componentes de tamano variable distribuidos de manera no homogenea en el recinto.

[0008] Ya se ha propuesto en el estado de la tecnica definir recintos de confinamiento de esta naturaleza 30 para este tipo de aplicacion que constan de medios de puesta en circulacion de un flujo de gas para evitar la

acumulacion de producto altamente inflamable tal como hidrogeno, incluso para refrigerar esta pila, entre una boca de inyeccion situada en la parte baja de un lado del recinto y una boca de extraccion situada en la parte alta del otro lado del recinto. Dicho tipo de recinto que comprende, mas especlficamente, medios de refrigeracion para un sistema de baterlas, es conocido por el documento WO2012130406. No obstante, y debido a distribuciones 35 mencionadas anteriormente, se descubre que zonas del recinto pueden no ser atravesadas por este flujo de gas, lo que puede plantear problemas de concentracion peligrosa de productos altamente inflamables en estas zonas, incluso problemas de refrigeracion de estas zonas.

[0009] El objetivo de la invencion es, por lo tanto, resolver estos problemas, de modo que todas las zonas del 40 recinto sean atravesadas por el flujo de gas.

[0010] A tal efecto, la invencion tiene por objeto un recinto del tipo mencionado anteriormente, en el que al menos una de las bocas esta asociada a medios de puesta en circulacion controlada del flujo de gas por toda la seccion del recinto y en el que el recinto consta de paredes inferior y superior asociadas a medios que forman un

45 tunel distribuidor y un tunel colector del flujo de gas respectivamente, estando el tunel distribuidor y el tunel colector delimitados, cada uno, por una placa perforada, colocada a distancia de la pared inferior o superior correspondiente del recinto, estando cada placa perforada dotada de perforaciones dispuestas en dicha placa, de modo que el flujo de gas inyectado y extraldo varle en funcion de la distancia con respecto a la boca correspondiente, presentando las perforaciones un diametro progresivamente variable en funcion de la distancia con respecto a la boca 50 correspondiente, siendo el diametro de las perforaciones de la placa progresivamente creciente cuando la distancia con respecto a la boca correspondiente aumenta.

[0011] El recinto segun la invencion puede comprender una o mas de las caracterlsticas siguientes, tomadas de forma aislada o siguiendo todas las combinaciones tecnicamente posibles:

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- los medios de puesta en circulacion constan, ademas, de:

- un distribuidor de gas inyectado asociado a la boca de inyeccion, para distribuir este flujo de gas inyectado de forma controlada por toda la seccion baja del recinto, y/o

- un colector de gas extraldo asociado a la boca de extraccion, para extraer este flujo de gas de forma controlada

por toda la seccion alta del recinto;

- presenta una forma general de paraleleplpedo y consta de paredes laterales en las que estan dispuestas la boca de inyeccion y la boca de extraccion de gas;

- consta de medios de aspiracion asociados a la boca de extraccion;

5 - los medios de aspiracion comprenden un motoventilador aspirante electrico.

[0012] La invencion se entendera mejor con la lectura de la descripcion a continuacion, dada unicamente a modo de ejemplo, y realizada en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

10 - la figura 1 representa un esquema sinoptico que ilustra la estructura de un recinto de confinamiento para un sistema de pila de combustible del estado de la tecnica,

- la figura 2 representa una vista analoga a la de la figura 1 que ilustra la estructura de un recinto de confinamiento segun la invencion, y

- la figura 3 representa una vista desde arriba de una variante de realization de una placa perforada que entra en la 15 constitution de un recinto segun la invencion.

[0013] Un recinto 1 de confinamiento para un sistema de pila de combustible 2 se ilustra en la figura 1.

[0014] En lo sucesivo en la descripcion, el termino “pila” se utilizara de forma abreviada para designar el

20 conjunto del sistema de pila.

[0015] Esta pila pude utilizarse concretamente en aplicaciones navales, por ejemplo, puede incorporarse a

bordo de un vehlculo submarino, tal como un submarino propiamente dicho, para garantizar su propulsion o

suministrar la electricidad necesaria para la vida a bordo.

25

[0016] Como se ha indicado anteriormente, componentes 3 que entran en la constitucion de una o varias pilas de combustible 2 pueden estar distribuidos en el recinto, de manera no homogenea.

[0017] El recinto 1 presenta una forma general de paraleleplpedo y consta entonces, por ejemplo, de paredes 30 laterales 4, 5 en las que estan dispuestas bocas de inyeccion 6 y de extraccion 7 de gas que permiten hacer circular

un flujo de gas en este recinto y que puede participar eventualmente en la refrigeration de la pila.

[0018] En esta figura 1, la boca de inyeccion 6 esta situada en la parte baja de un lado del recinto 1 y la boca de extraccion 7 esta situada en la parte alta del otro lado del recinto 1.

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[0019] Se concibe, entonces, que cuando el flujo de gas se pone en circulation entre la boca de inyeccion 6 y la boca de extraccion 7, esto permite ventilar mejor o peor el interior del recinto 1 y, por lo tanto, los componentes 3 de la pila de combustible 2.

40 [0020] No obstante, y como se ilustra en la figura 1, zonas de este recinto estan mal, o incluso no estan en

absoluto, ventiladas, como por ejemplo la zona 8 situada en la parte inferior del recinto 1 opuesta a la boca de inyeccion 6 y la zona 9 situada en la parte superior del recinto 1 opuesta a la boca de extraccion 7 del flujo de gas.

[0021] Como se ha indicado anteriormente, esta situation puede presentar cierto numero de inconvenientes, 45 incluso ser peligrosa.

[0022] Para resolver estos problemas y como se ilustra en la figura 2, se utiliza de forma ventajosa un distribuidor de gas inyectado y un colector de gas extraldo.

50 [0023] Se ha representado, en efecto, en la figura 2, un recinto 10 de confinamiento para pila de combustible

segun la invencion, capaz de recibir componentes 11 de una pila de combustible.

[0024] En el ejemplo, este recinto 10 presenta una forma general de paraleleplpedo y consta de paredes laterales 12, 13.

55

[0025] Por supuesto, otras formas pueden estar previstas para el recinto 10, como por ejemplo ovoide, cillndrica...

[0026] El recinto 10 consta de bocas de inyeccion 14 y de extraccion 15 de gas dispuestas, respectivamente,

por ejemplo, en las paredes laterales 12 y 13.

[0027] Para resolver los diferentes problemas mencionados anteriormente, el recinto 10 consta, ademas, de un distribuidor 16 de gas inyectado asociado a la boca de inyeccion 14 para distribuir el flujo de gas inyectado de

5 forma controlada por toda la seccion baja del recinto 10 y un colector 17 de gas extraldo asociado a la boca de extraccion 15, para extraer el flujo de gas de forma controlada por toda la seccion alta del recinto 10.

[0028] Este distribuidor 16 y colector 17 de gas estan, respectivamente, delimitados entre una pared inferior 18 y una pared superior 19 del recinto 10 y una placa perforada correspondiente 20, 21, que delimita con las

10 paredes inferior 18 y superior 19 del recinto 10 respectivamente, un tunel distribuidor 22 y un tunel colector 23, asociados, respectivamente, a la boca de inyeccion 14 y a la boca de extraccion 15 del flujo de gas.

[0029] Se concibe de este modo que las paredes inferior 18 y superior 19 del recinto 10 estan asociadas a medios que forman un tunel distribuidor 22 y un tunel colector 23 del flujo de gas respectivamente, de los que una de

15 las paredes esta formada por una placa perforada 20, 21.

[0030] Por supuesto, pueden preverse otras disposiciones y realizaciones.

[0031] De este modo, las bocas 14, 15 tambien pueden estar realizadas en las paredes inferior y superior del 20 recinto 10.

[0032] Como se ilustra en la figura 2, cada placa perforada esta dotada, por ejemplo, de perforaciones que presentan un diametro progresivamente variable en funcion de la distancia con respecto a la boca correspondiente.

25 [0033] De este modo, por ejemplo el diametro de las perforaciones de la placa es progresivamente creciente

cuando la distancia con respecto a la boca correspondiente aumenta.

[0034] Por ejemplo, como es visible en la figura 2, el diametro de las perforaciones de la placa perforada 20 aumenta a medida que la distancia entre las perforaciones y la boca de inyeccion 14, aumenta. A la inversa, el

30 diametro de las perforaciones de la placa perforada 21 disminuye a medida que la distancia entre esta y la boca de extraccion 15 disminuye.

[0035] Es evidente, por supuesto, que otras realizaciones pueden estar previstas y que el diametro de las perforaciones puede estar concebido de otra forma para adaptar la velocidad y el caudal de aspiracion de gas a la

35 posicion de elementos crlticos de la pila en el recinto 10.

[0036] Formas diferentes de perforaciones pueden estar previstas. En el ejemplo ilustrado, estas son todas circulares, pero otras formas como por ejemplo rectangulares pueden convenir. Tambien pueden estar previstas combinaciones de perforaciones de formas diferentes.

40

[0037] De este modo, como se ilustra en la figura 3, en funcion de la posicion de elementos crlticos en la pila, es posible prever perforaciones con diametros mayores en ciertas zonas de las placas 20, 21 independientemente de la distancia entre esta y la boca 14, 15 correspondiente.

45 [0038] De hecho, se puede definir por ejemplo una seccion de circulacion del flujo de gas que varla en

funcion de la distancia a la boca 14, 15 y/o de los elementos constitutivos de la pila.

[0039] Esto se obtiene haciendo variar por ejemplo la seccion, la forma y/o el numero de perforaciones.

50 [0040] Es evidente, por supuesto, que dicho recinto 10 tambien puede estar asociado a medios de

forzamiento de la circulacion del flujo de gas, y concretamente a medios de aspiracion que comprenden un motoventilador aspirante electrico 24, por ejemplo asociado a la boca de extraccion 15, como se ilustra en la figura 2.

55 [0041] En otros ejemplos de realizacion, el recinto 10 tambien puede estar asociado a medios de

alimentacion que comprenden un motoventilador soplante electrico, por ejemplo asociado a la boca de inyeccion 14.

[0042] En aun otros ejemplos de realizacion, el recinto 10 puede estar asociado a la vez a medios de

aspiracion y de alimentacion tal como se ha definido anteriormente.

[0043] Se concibe entonces que dicha estructura con tuneles 22, 23 de distribucion de gas inyectado y de recogida de gas extraido permite obtener una conversion de flujo de circulacion de horizontal a vertical, lo que se traduce en una buena circulacion de los gases en el interior del recinto y permite, por lo tanto, resolver los problemas

5 mencionados anteriormente.

[0044] Es evidente, por supuesto, que otras realizaciones de este recinto 10 tambien pueden estar previstas.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1. Recinto (10) de confinamiento para sistema de pila de combustible, concretamente para un vehlcuio submarino, que consta de medios de puesta en circulacion de un flujo de gas, concretamente de ventilacion de dicho

   5 recinto, entre una boca de inyeccion (14) situada en la parte baja del recinto (10) y una boca de extraccion (15) situada en la parte alta del recinto (10), caracterizado porque al menos una de las bocas (14, 15) esta asociada a medios de puesta en circulacion controlada del flujo de gas por toda la seccion del recinto y porque el recinto (10) consta de paredes inferior (18) y superior (19) asociadas a medios que forman un tunel distribuidor (22) y un tunel colector (23) del flujo de gas respectivamente, estando el tunel distribuidor (22) y el tunel colector (23) delimitados, 10 cada uno, por una placa perforada (20, 21) colocada a distancia de la pared inferior (18) o superior (19) correspondiente del recinto (10), estando cada placa perforada (20, 21) dotada de perforaciones dispuestas en dicha placa (20, 21) de modo que el flujo de gas inyectado y extraldo varle en funcion de la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente, presentando las perforaciones un diametro progresivamente variable en funcion de la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente, siendo el diametro de las perforaciones de la placa 15 progresivamente creciente cuando la distancia con respecto a la boca (14, 15) correspondiente aumenta.
2. 2. Recinto (10) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los medios de puesta en circulacion constan, ademas, de:

   - un distribuidor (16) de gas inyectado asociado a la boca de inyeccion (14), para distribuir este flujo de gas 20 inyectado de forma controlada por toda la seccion baja del recinto (10), y/o

   - un colector (17) de gas extraldo asociado a la boca de extraccion (15), para extraer este flujo de gas de forma controlada por toda la seccion alta del recinto (10).
3. 3. Recinto (10) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque presenta una forma general de 25 paraleleplpedo y consta de paredes laterales (12, 13) en las que estan dispuestas la boca de inyeccion (14) y la

   boca de extraccion (15) de gas.
4. 4. Recinto (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque consta de medios de aspiracion asociados a la boca de extraccion (15).

   30
5. 5. Recinto (10) segun la reivindicacion 4, caracterizado porque los medios de aspiracion comprenden un motoventilador aspirante electrico (24).