ES2712558T3 - Submarino - Google Patents

Abstract

Submarino (2) con un casco presurizado (4) y con al menos un dispositivo (6) que genera y/o usa un gas nocivo, caracterizado por que el dispositivo (6) está dispuesto en el interior de una carcasa (8) que rodea por completo el dispositivo (6) en el interior del casco presurizado (4), estando dispuestos en la carcasa (8) medios para la conversión del gas nocivo y/o la adsorción del gas nocivo.

Description

DESCRIPCION

Submarino

La invencion se refiere a un submarino con las caracterlsticas indicadas en el preambulo de la reivindicacion 1. Se conocen submarinos con una instalacion de celulas de combustible que proporciona energla electrica independiente del aire exterior para la propulsion del submarino y para el accionamiento los demas modulos del submarino durante el desplazamiento sumergido. Las instalaciones de celulas de combustible conocidas en submarinos funcionan con hidrogeno y oxlgeno. En estas instalaciones de celulas de combustible debe evitarse que fluya hidrogeno en caso de fugas hacia el entorno exterior de la instalacion de celulas de combustible, ya que, a partir de una cierta concentracion de hidrogeno en el aire, esto puede conducir a una mezcla explosiva en el casco presurizado del submarino.

Por lo demas, en submarinos propulsados por celulas de combustible, se conoce el uso de un reformador de metanol para proporcionar el hidrogeno requerido para la instalacion de celulas de combustible. Tambien en este caso debe evitarse que el hidrogeno generado por el reformador de metanol pueda fluir en caso de fuga al entorno exterior del reformador de metanol. Ademas debe garantizarse que el metanol alimentado al reformador de metanol y el monoxido de carbono que se produce dado el caso con el reformado de metanol no puedan fluir en caso de fugas al entorno exterior del reformador de metanol, ya que el metanol y el monoxido de carbono son toxicos y por lo tanto representan en la atmosfera del casco presurizado un peligro para la tripulacion del submarino.

En el documento DE 102005019484 B3 se describe un submarino con una instalacion de celulas de combustible y una instalacion de baterla dispuesta en el espacio de baterla. En este submarino, el hidrogeno que se produce en la instalacion de celulas de combustible se transfiere al espacio de baterla y, a continuacion, es conducido con el hidrogeno que se produce en la instalacion de baterla hacia el exterior del espacio de baterla a un sistema de evacuacion de aire, donde el hidrogeno se convierte entonces en agua en un recombinador.

Ante estos antecedentes, la invencion se basa en el objetivo de crear un submarino en el que este garantizado que el gas nocivo usado o generado por un dispositivo dispuesto en el casco presurizado del submarino no pueda llegar en una cantidad inadmisible al entorno exterior de estos dispositivos.

Este objetivo se consigue mediante un submarino con las caracterlsticas indicadas en la reivindicacion 1. Perfeccionamientos ventajosos de este submarino se desprenden de las reivindicaciones dependientes, de la descripcion que sigue as! como del dibujo. En este caso, las caracterlsticas de acuerdo con la invencion indicadas en las reivindicaciones dependientes y en la descripcion pueden configurar adicionalmente, en cada caso en si mismas, pero tambien en combinacion, la solucion de acuerdo con la invencion segun la reivindicacion 1.

El submarino de acuerdo con la invencion presenta, de manera convencional, un casco presurizado. En el casco presurizado esta dispuesto al menos un dispositivo que usa y/o genera un gas nocivo. Por gas nocivo ha de entenderse un gas que, a partir de una determinada concentracion en la atmosfera del casco presurizado, conduce a un peligro para la tripulacion del submarino.

De acuerdo con la invencion esta previsto que los dispositivos que usan y/o generan gas nocivo esten dispuestos en un espacio cerrado en el interior del submarino, estando dispuestos en este espacio cerrado medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo. El objetivo de esta medida es capturar de manera tecnologicamente sencilla y, por tanto, economica, el gas nocivo que sale de estos dispositivos en el espacio cerrado y convertirlo en el interior de este espacio, que puede ser una carcasa que rodea completamente el dispositivo o un compartimento cerrado del casco presurizado, con los medios para la conversion del gas nocivo, en una sustancia inocua o unirlo con los medios para la adsorcion del gas nocivo en el espacio cerrado. Como medios para la conversion del gas nocivo sirven, en este caso, convenientemente, reactores qulmicos en los que tiene lugar, por ejemplo por oxidacion, la conversion del gas nocivo. Medios para la adsorcion del gas nocivo son equipos en los que el gas nocivo se une preferiblemente a cuerpos solidos.

Un dispositivo del submarino que usa y genera gas nocivo puede ser un reformador de metanol. Es decir, esta previsto ventajosamente disponer el reformador de metanol de un submarino en un espacio cerrado en el que esta dispuesto al menos un reactor de oxidacion, en el que los gases nocivos metanol, hidrogeno y monoxido de carbono que eventualmente salen en el reformador de metanol debido a fugas se convierten en dioxido de carbono y agua inocuos.

Por lo demas, un dispositivo que usa gas nocivo en el sentido de la invencion puede ser una instalacion de celulas de combustible de un submarino. En este caso, la disposicion ventajosa de la instalacion de celulas de combustible en un espacio cerrado con un reactor de oxidacion situado en el mismo para la conversion de hidrogeno en agua inocua evita que pueda llegar hidrogeno a la atmosfera del casco presurizado del submarino.

En caso de fuga de un dispositivo que usa y/o genera gas nocivo, para poder alimentar el gas nocivo que sale al espacio cerrado de manera controlada a los medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo, los medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo forman preferiblemente parte de un equipo de circulacion de aire dispuesto en el espacio cerrado. Con el equipo de circulacion de aire se hace circular en el interior del espacio el aire que se encuentra en el espacio cerrado. Mediante esta medida se evita, en primer lugar, que pueda acumularse en grandes cantidades gas nocivo en el interior del espacio cerrado en determinados puntos como, por ejemplo, puntos situados bajos en el espacio. La ventaja particular del uso de un dispositivo de circulacion de aire en el espacio cerrado radica, sin embargo, en que el aire aspirado por este en el espacio cerrado puede alimentarse a traves de un conducto de alimentacion directamente a los medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo, convirtiendose o uniendose eventualmente el gas nocivo contenido en el aire en los medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo, antes de que el aire vuelva a conducirse de vuelta al espacio cerrado. Con ayuda de la instalacion de circulacion de aire puede limpiarse de gases nocivos de manera continua, por consiguiente, el aire que se encuentra en el espacio cerrado.

De acuerdo con otra configuracion ventajosa esta previsto que en el espacio cerrado tambien esten dispuestos medios para el analisis de gases. Estos medios para el analisis de gases sirven para identificar en el espacio cerrado la presencia de gases nocivos fuera de un dispositivo que usa y/o genera un gas nocivo y preferiblemente determinar tambien la concentracion del gas nocivo en el espacio cerrado. Convenientemente, los medios para el analisis de gases estan conectados con un dispositivo de control, que puede disparar una alarma en caso de detectar gas nocivo y puede adaptar la corriente de aire que atraviesa el equipo de circulacion de aire, mediante una correspondiente activacion de un equipo de transporte de gas del equipo de circulacion de aire, a la concentracion de gas nocivo reinante en el espacio cerrado.

Mas ventajosamente, el equipo de circulacion de aire tambien puede presentar al menos un enfriador de aire. Esta configuracion es normalmente ventajosa en particular cuando el dispositivo que usa y/o genera gas nocivo es un dispositivo generador de calor, como por ejemplo una instalacion de celulas de combustible o un reformador de metanol. El aire calentado por estos dispositivos en el espacio cerrado se enfrla permanentemente por el enfriador de aire. En este sentido no es necesario usar en el espacio cerrado componentes de instalacion disenados especialmente para las temperaturas que de lo contrario reinan all!, es decir sin enfriamiento del aire.

Normalmente, las paredes que rodean el espacio cerrado han de evitar que un gas nocivo que se encuentra en el espacio llegue al entorno exterior de este espacio. No obstante, debido a la conversion y/o union de gas nocivo en el interior del espacio cerrado, en particular en asociacion con el uso de un dispositivo de circulacion de aire, no se requiere configurar el espacio cerrado, en el que se encuentra el dispositivo que usa y/o genera gas nocivo, completamente cerrado de manera hermetica a los gases, ya que el aire que se encuentra en el espacio cerrado puede liberarse del gas nocivo ya en el espacio, antes de poder salir del espacio a la atmosfera del casco presurizado, de tal manera que en todo caso podrlan salir cantidades no crlticas de gas nocivo del espacio cerrado. En este sentido, ventajosamente tambien es posible el uso de aberturas de compensacion de presion en el espacio cerrado, lo cual esta previsto segun otra configuracion preferida de la invention. Con estas aberturas de compensacion de presion puede tener lugar una compensacion de presion, en caso de que se produzcan dado el caso diferencias de presion entre la atmosfera del casco presurizado y la atmosfera en el espacio cerrado.

Si en un submarino estan dispuestos varios dispositivos que usan y/o generan gas nocivo, estos pueden alojarse por separado uno de otro en cada caso en un espacio cerrado propio con las caracterlstica anteriormente descritas. No obstante, una alternativa ventajosa a esto, porque es menos costosa, es disponer varios dispositivos que usan y/o generan gas nocivo conjuntamente en un espacio cerrado del tipo descrito anteriormente. Por ejemplo, en este contexto es posible, en un submarino que presenta una instalacion de celulas de combustible y un reformador de metanol, disponer la instalacion de celulas de combustible y el reformador de metanol conjuntamente en un espacio cerrado tal como se describio anteriormente.

A continuation se explica mas detalladamente la invencion con ayuda de un ejemplo de realization representado en el dibujo. En el dibujo muestra:

La figura 1 en un esquema basico muy simplificado, un submarino y

la figura 2 igualmente en un esquema basico muy simplificado, un espacio cerrado del submarino segun la figura 1 con un dispositivo que usa y/o genera gas nocivo dispuesto en el mismo.

El submarino 2 representado esquematicamente en la figura 1 presenta un casco presurizado 4. En el casco presurizado 4 esta dispuesto, en un espacio cerrado 8, un dispositivo 6 que usa y/o genera gas nocivo, por ejemplo un reformador de metanol. Junto al dispositivo 6 esta dispuesto, en el espacio 8, tambien un dispositivo de circulacion de aire 10.

El dispositivo de circulacion de aire 10 presenta un conducto 12, en el que estan configuradas varias tubuladuras de aspiration de aire 14. En un extremo, el conducto 12 se transforma en un ramal de conducto 16 y en el otro extremo en un ramal de conducto 18. Los ramales de conducto 16 y 18 desembocan abriendose al interior del espacio 8.

En cada uno de los ramales de conducto 16 y 18 esta dispuesta en cada caso una bomba transportadora de gas 20. En el lado de salida de la bomba transportadora de gas 20 esta dispuesto, en ambos ramales de conducto 16 y 18, en cada caso un enfriador de aire 22. Al lado de descarga del enfriador de aire 22 le sigue, en cada uno de los ramales de conducto 16 y 18, un reactor de oxidacion 24 como medios para la conversion del gas nocivo. Cabe indicar que, en lugar de los reactores de oxidacion 24, tambien podrlan estar dispuestos aqul dispositivos de adsorcion como medios para la adsorcion del gas nocivo. En el lado de evacuacion de los reactores de oxidacion 24, los ramales de conducto 16 y 18 desembocan en salidas de aire 26 y 28.

Ademas del dispositivo 6 y del equipo de circulacion de aire 10, en el interior del espacio 8 tambien estan dispuestos dos sensores de gas 30 y 32 como medios para el analisis de gases. Los sensores de gas 30 y 32 sirven para detectar un gas nocivo usado o generado por el dispositivo 6 en el interior del espacio 8 y para determinar all! la concentracion de gas nocivo. Los sensores de gas 30 y 32 estan unidos mediante senales con un dispositivo de control 34, que dispara una alarma en caso de detectar gas nocivo. Ademas, el dispositivo de control 34 tambien sirve para activar las dos bombas transportadoras de gas 20. Por tanto, el dispositivo de control 34 tambien esta conectado mediante senales con las dos bombas transportadoras de gas 20 a traves de correspondientes conexiones por cable.

Para la compensacion de presion entre el interior del espacio 8 y el entorno exterior del espacio 8 en el casco presurizado 4 estan configuradas en la pared exterior 2 que delimita el espacio 8 aberturas de salida de presion 36 y 38.

El modo de funcionamiento de la configuracion segun la figura 2 es como sigue:

En el espacio cerrado 8 se hace circular el aire que all! se encuentra continuamente por medio del equipo de circulacion de aire 10, siendo aspirado el aire por las dos bombas transportadoras de gas 20 a traves de las tubuladuras de aspiracion de aire 14 y siendo transportado a las salidas de aire 26. Con ello se enfrla el aire que fluye a traves de los ramales de conductos 16 y 18 en los dos enfriadores de aire 22.

Si en el dispositivo 6, debido a una fuga, sale gas nocivo usado y/o generado por el dispositivo 6, este gas nocivo es detectado por los sensores de gas 30 y 32, tras lo cual se inicia una alarma correspondiente por el dispositivo de control 34. En caso de una concentracion de gas elevada detectada por los sensores de gas 30 y 32 en el aire en el interior del espacio 8 puede aumentarse la potencia de transporte del equipo de circulacion de aire 10 mediante una correspondiente activacion de las bombas transportadoras de gas 20 por el dispositivo de control 34. Las bombas transportadoras de gas 20 aspiran el aire cargado con el gas nocivo hacia el dispositivo de circulacion de aire 10, antes de que pueda salir del espacio 8. En el equipo de circulacion de aire 10, las bombas transportadoras de gas 20 transportan el gas nocivo hasta los reactores de oxidacion 24 que se encuentran en los ramales de conducto 16 y 18. Aqul, el gas nocivo contenido en la corriente de aire alimentada se convierte en sustancias inocuas por un correspondiente proceso de oxidacion. Estas sustancias, junto con el aire purificado, se introducen de nuevo a traves de las salidas de aire 26 y 28 en el interior del espacio 8.

El ejemplo de realizacion anteriormente descrito ha de entenderse solamente a modo de principio basico, es decir, tambien pueden estar dispuestos al mismo tiempo en el espacio 8 varios dispositivos que usan y/o generan sustancias nocivas. Ademas, los sensores de gases y el numero de reactores de oxidacion o dispositivos de adsorcion tampoco se establecen de forma general en dos, sino que pueden adaptarse a la situacion particular. Por lo demas pueden estar previstos en el submarino 2 tambien varios espacios cerrados 8 con en cada caso dispositivos que generan y/o usan gas nocivo dispuestos en los mismos.

Lista de referencias

2 - submarino

4 - casco presurizado

6 - dispositivo

8 - espacio

10 - equipo de circulacion de aire

12 - conducto

14 - tubuladuras de aspiracion de aire

16 - ramal de conducto

18 - ramal de conducto

20 - bomba transportadora de gas

22 - enfriador de aire

24 - reactor de oxidacion

26 - salida de aire

28 - salida de aire

30 - sensor de gas

32 - sensor de gas

34 - dispositivo de control

36 - abertura de compensacion de presion 38 - abertura de compensacion de presion

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Submarino (2) con un casco presurizado (4) y con al menos un dispositivo (6) que genera y/o usa un gas nocivo, caracterizado por que el dispositivo (6) esta dispuesto en el interior de una carcasa (8) que rodea por completo el dispositivo (6) en el interior del casco presurizado (4), estando dispuestos en la carcasa (8) medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo.

2. Submarino (2) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el dispositivo (6) es un reformador de metanol.

3. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (6) es una instalacion de celulas de combustible.

4. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios para la conversion del gas nocivo y/o la adsorcion del gas nocivo forman parte de un equipo de circulacion de aire (10) dispuesto en el espacio cerrado (8).

5. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el espacio cerrado (8) estan dispuestos medios para el analisis de gases.

6. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado por que el equipo de circulacion de aire (10) presenta al menos un enfriador de aire (22).

7. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el espacio cerrado (8) presenta aberturas de compensacion de presion (36, 38) hacia su entorno exterior.

8. Submarino (2) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que varios dispositivos (6) que generan y/o usan gas nocivo estan dispuestos conjuntamente en un espacio cerrado (8).