MXPA03009231A

MXPA03009231A - Montajes y sistemas de filtro para aire de entrada para celdas de combustible.

Info

Publication number: MXPA03009231A
Application number: MXPA03009231A
Authority: MX
Inventors: Thomas Canepa Richard
Original assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2005-03-07
Also published as: US20060292426A1; CN1646802A; JP2004532107A; US7138008B2; KR20030085106A; WO2002084099A1; US20050076623A1; JP3774195B2; US20020157359A1; US6797027B2; CA2441087C; CA2441087A1; CN100414086C; EP1381769A1

Abstract

Un montaje de filtro que remueve los contaminantes de materiales particulados y los contaminantes quimicos que provienen de una corriente de entrada de aire sucio para una celda de combustible. El montaje de filtro tambien incluye un elemento de supresion de ruido que reduce las ondas de sonido o el ruido que emana de cualquier equipo, tal como un compresor. El montaje de filtro puede incluir una porcion de filtro de materiales particulados para remover los contaminantes fisicos o particulados, una porcion de filtro quimico para remover los contaminantes quimicos o puede tener ambas porciones.

Description

WO 02/084099 Al ¡LÍf II I) II II 1 II i If j j 11 ?? í I J J í 11 1/ 13Í Eurasian patent (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), — be/ore the expiralion of the lime limii for amending the European patent (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, H, FR, claims and lo be republished in the eren! of rcceipt of GB, GR, ??. ??, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OAPI patent amendments (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). For hvo-lelter codes and olher abbreviations. refer lo the "Guid- Published: ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing at the begin- — with inlernalional search repon ning of each regular issue of the PCT Gazette.

MONTAJES Y SISTEMAS DE FILTRO PARA AIRE DE ENTRADA PARA CELDAS DE COMBUSTIBLE Campo de la Invención La presente descripción se refiere a sistemas de filtrado de aire, los cuales se utilizan para remover contaminantes particulados y químicos que provienen del aire de entrada. En particular, la descripción se refiere a un montaje de filtro que remueve contaminantes particulados y químicos que provienen del aire de entrada de las celdas de combustible, y que también proporciona una atenuación de sonido .

Antecedentes de la Invención La generación práctica y eficiente de energía eléctrica ha sido buscada desde el descubrimiento de la electricidad. Las plantas de generación hidroeléctrica, de combustible fósil y nuclear, así como también las baterías, han sido utilizadas con el objeto de abastecer nuestras necesidades de energía eléctrica. La generación de energía mediante el uso de celdas de combustible es un desarrollo relativamente reciente que con rapidez está ganando aceptación, tanto para aplicaciones comerciales como residenciales . Si se comparan con las fuentes convencionales de energía de calcinación de combustible fósil, las celdas REF. 150296 son relativamente limpias y eficientes . Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten de manera eficiente una energía química de combustible directamente en energía eléctrica. Las celdas combinan químicamente un combustible y un oxidante sin quemarlo, con lo cual se eliminan muchas ineficiencias y la mayoría de contaminación que producen los sistemas tradicionales de energía de combustión. Una celda de combustible funciona en principio en forma muy similar a una batería. Sin embargo, a diferencia de la batería, la celda no se descarga ni requiere recargarse. Esta continuará produciendo energía en la forma de electricidad y calor tanto como el combustible sea suministrado a ésta. En general, una celda de combustible consiste de dos electrodos (un ánodo y un cátodo) intercalados alrededor de un electrolito. Por ejemplo, para una celda de combustible PEM, el hidrógeno y el oxígeno se hacen pasar a través de los electrodos de ánodo y cátodo, de manera respectiva, en un modo que genera un voltaje entre los electrodos, creando electricidad y calor, y produciendo agua como el producto derivado principal . El combustible de hidrógeno es suministrado al ánodo de la celda de combustible. Algunas celdas consumen hidrógeno directamente, mientras otras utilizan un modificador de combustible para extraer el hidrógeno, por ejemplo, de un combustible de hidrocarburo tal como gas natural, metanol, etanol o gasolina. El oxígeno entra en la celda de combustible en el cátodo. El oxígeno puede suministrarse en forma purificada o puede provenir directamente del aire atmosférico . La celda de combustible utiliza un catalizador para provocar que el átomo de hidrógeno se divida en un protón y un electrón, cada uno de los cuales toma una trayectoria diferente hacia el cátodo. Los protones pasan a través del electrolito. Los electrones crean una corriente eléctrica útil que puede utilizarse como una fuente de energía, antes de regresar al ánodo, en donde son reunidos con los protones de hidrógeno y el oxígeno para formar agua . De manera general, las celdas de combustible se caracterizan por el material de electrolito, el cual es intercalado entre el cátodo y el ánodo, y que sirve como un puente para el intercambio de iones. Existen cinco tipos principales conocidos de celdas de combustible. Las celdas alcalinas de combustible (AFCs, por sus siglas en inglés) contienen un electrolito alcalino líquido y han sido utilizadas principalmente en aplicaciones de misiones espaciales. Las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFCs) contienen un electrolito de polímero sólido. Su operación a baja temperatura y su alta densidad de energía con la capacidad de variar la salida con rapidez, satisfacen los cambios en la' demanda de energía haciendo que su uso sea ideal, tanto para aplicaciones móviles como estacionarias, tal como vehículos o edificios con alimentación de energía. Las celdas de combustible de ácido fosfórico (PAFCs) utilizan un electrolito de ácido fosfórico y son actualmente utilizadas para la generación de energía comercial. Las celdas de combustible de carbonato fundido (MCFCs) contienen un electrolito de sal carbonatada, el cual es fundido a la temperatura de operación aproximadamente de 650° C. Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFCs) utilizan un material de electrolito de cerámica y funcionan aproximadamente hasta 1000° C. Ambas celdas MCFCs y SOFCs pueden utilizar monóxido de carbono como combustible . Las celdas de combustible tienen un rango vasto de aplicaciones potenciales. Pueden utilizarse para producir energía para hogares, negocios e industrias a través de plantas fijas de energía. Las celdas de combustible producen una corriente directa (CD) que debe invertirse para alternar la corriente para aplicaciones conectadas por rejilla o para uso con la mayoría de los productos del consumidor. Sin embargo, las celdas futuras de combustible podrían operarse en modos de conexión, tanto con rejilla como sin rejilla. Para las aplicaciones residencíales, podrían instalarse plantas más pequeñas de energía de celda de combustible para la producción de calor y energía. Estas también podrían utilizarse para proporcionar energía a entidades residenciales distantes que no tienen acceso a la energía de rejilla principal, eliminando de manera potencial la necesidad de conexiones con rejilla. Además de las aplicaciones de producción de energía a una escala más grande, las celdas de combustible podrían reemplazar las baterías en los productos electrónicos consumidores de energía tal como las computadoras portátiles de tipo 1 laptop', los teléfonos celulares y similares e incluso podrían ser micro-maquinadas a fin de proporcionar directamente la energía a los circuitos integrados de las computadoras. Otra aplicación comercial futura de las celdas de combustible es su potencial para reemplazar el motor de combustión interna en los vehículos y en las aplicaciones de transportación. Las aplicaciones para las celdas de combustible son virtualmente ilimitadas. Todas las configuraciones conocidas de celda de combustible discutidas con anterioridad poseen una necesidad común de oxígeno como el ingrediente integral para llevar a cabo el proceso químico de la celda. Otras fuentes de energía, tal como los motores de combustión interna, incluyendo los motores diesel, también tienen la necesidad de oxígeno. Para la mayoría de aplicaciones comerciales es deseable que el oxígeno sea directamente suministrado a partir del aire atmosférico. No obstante, es aceptado que en el mundo actual, todo el aire atmosférico tiene algún grado de contaminantes presentes en este. Este tipo de contaminantes pueden ser relativamente grandes tales como basuras o desperdicios sueltos, insectos, hojas de árboles o similares o pueden estar en la naturaleza de los materiales particulados pequeños que se encuentran suspendidos en la atmósfera, tales como el polvo, el polen de los árboles, el esmog o los materiales particulados de humo. Los contaminantes químicos también se encuentran ampliamente presentes en el aire atmosférico, ya sea como resultado de la contaminación producida por el hombre o como aquella que puede suceder en forma natural. Los contaminantes químicos comunes podrían incluir compuestos orgánicos volátiles tal como los hidrocarburos aromáticos, metano, butano, propano y otros hidrocarburos, así como también, el gas amoniaco, óxidos de nitrógeno, el ozono, el esmog, óxidos de sulfuro, monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, etc. Este tipo de contaminantes pueden aparecer en forma intencional (tal como en los medio ambientes militares o por medio de terroristas) o en forma no intencional . La solución para los últimos requerimientos se ha convertido particularmente en una solución difícil cuando la celda de combustible es utilizada en una aplicación móvil que somete la celda de combustible a muchas condiciones atmosféricas variadas . Puesto que la operación eficiente de la celda de combustible está en función de una reacción química delicadamente balanceada, los contaminantes en el aire utilizados por la celda pueden tener un efecto significantemente adverso en la operación de la celda y, en función de su naturaleza, incluso pueden provocar que la celda de combustible interrumpa la operación. Por lo tanto, es importante que el sistema de celda de combustible incluya un sistema de filtración que sea diseñado para eliminar los contaminantes perjudiciales y un sistema que permita que la celda de combustible sea utilizada en un rango amplio de medio ambientes de uso. También es importante que otros equipos de generación de energía eléctrica tengan un sistema de filtración que sea diseñado para eliminar los contaminantes per udiciales. Con el fin de obtener la cantidad necesaria de oxígeno para una celda de combustible y otro equipo para producir la salida de energía deseada, se ha encontrado que es deseable hacer pasar el aire, que contiene soporte de oxígeno, a través de un equipo que mueve aire tal como un compresor o un ventilador situado dentro de la corriente de flujo de aire suministrada a la celda de combustible u otro equipo. Desafortunadamente, los compresores comunes producen niveles de ruido indeseablemente significante y molesto. Por lo tanto, es deseable en un sistema de generación de energía reducir y minimizar el ruido 'producido y/o transmitido a través del compresor y regresarlo al medio ambiente. Debido a que el tamaño de un sistema reducido también es comúnmente deseable, se prefiere que las características de filtración y atenuación de sonido del sistema sean físicamente reducidas, tan pequeñas como sea posible e incluso, se prefiere que sean combinadas dentro de un elemento o alojamiento único. La presente invención se dirige a las necesidades identificadas con anterioridad y desea un sistema eficiente y silencioso que pueda utilizarse en una variedad amplia de aplicaciones, incluyendo los sistemas de celda de combustible. Por lo tanto, se desea un generador de energía, tal como una celda de combustible, que funcione dentro de medio ambientes que tienen un rango amplio de contaminantes.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona montajes de filtro para filtrar el aire de entrada que es utilizado en los sistemas de generación de energía, tal como con celdas de combustible. La presente invención se dirige a un número de temas asociados con la implementación práctica de la tecnología de celda de combustible para la generación de energía, cualquiera que sea la aplicación para la generación de energía en grandes aplicaciones fijas, vehículos, equipos ligeros móviles tales como computadoras portátiles de tipo 'laptop' o teléfonos celularés, o equipos estacionarios pequeños tales como detectores de radar o sensores. Estas aplicaciones pueden consumir menos de un kW de potencia, o hasta varios megavatios de potencia. Los montajes de filtro de la presente invención se dirigen a la necesidad común en general de todas estas aplicaciones, es decir, a la necesidad de un abastecimiento libre de contaminantes del oxidante a la celda de combustible, o al menos un abastecimiento de oxidante que tenga un nivel reducido de contaminantes. La cantidad y tipos de contaminantes que se desea remover del aire de admisión estarán en función de la cantidad y tipos de contaminantes inicialmente presentes en el aire de admisión (de manera general, la atmósfera o el medio ambiente que rodea la celda de combustible) . La cantidad de contaminantes y el tipo de contaminantes presentes en la corriente de admisión, antes de la filtración, varía en gran medida en función de la posición de la celda de combustible o al menos de la posición de la admisión de aire. Por ejemplo, algunos medio ambientes tienen grandes niveles de contaminación de materiales particulados, tales como polvo, esmog, humo, o polen, mientras que otros medio ambientes tienen grandes niveles de contaminantes químicos tales como gas amoniaco, monóxido de carbono, dióxido de sulfuro, o silicona. De manera general, ninguno de estos dos medios ambientes tendrá idénticos perfiles de contaminantes.

La cantidad y los tipos de contaminantes que se desea remover del aire de admisión también estarán en función del tipo de celda de combustible. Cualquier tipo de celda de combustible o pila de celda de combustible puede utilizarse con los montajes de filtro de la presente invención, tal como por ejemplo, las celdas de combustible PEM, las celdas de combustible de óxido sólido, las celdas de combustible de ácido fosfórico, y las celdas de combustible de carbonato fundido. Comúnmente, las celdas de combustible que operan a una temperatura más alta, tal como las celdas de combustible de óxido sólido, pueden tolerar niveles más altos de contaminantes orgánicos que las celdas de combustible que operan a una temperatura más baja, tal como las celdas de combustible PEM. En consecuencia, una modalidad de esta invención es proporcionar una filtración al aire de admisión para un sistema de celda de combustible. Los montajes de la presente invención proporcionan una .filtración de materiales particulados .y/o una filtración química para la corriente de aire de entrada que proporciona un suministro de oxidante purificado. Debido a que la mayoría de sistemas de celda de combustible incluyen algún tipo de equipo que mueve aire, tal como un compresor, el cual puede introducir contaminantes en la corriente de aire, la presente invención también se dirige a la filtración de aire corriente abajo del equipo que mueve aire . Desafortunadamente, el equipo que mueve aire comúnmente produce un alto ruido durante el intercambio debido a sus capacidades de movimiento de aire. Esto es, las partes en movimiento, tales como rotores, impulsores, lóbulos, alabes, pistones y otras distintas partes del equipó que mueve aire, crean ondas de sonido o ruido en los rangos de frecuencia de 3 a 30,000 Hertzios, algunas veces tan alto como 50,000 Hertzios, a niveles de 85 a 135 dB en un medidor. Mientras que no todo el ruido emanado del equipo que mueve aire es objetable, los distintos montajes de la presente invención se dirigen a reducir las porciones más objetables de los perfiles de ruido. En una modalidad particular, la invención se dirige a un sistema para producir energía. El sistema comprende un montaje de filtro de aire que está constituido de un alojamiento y un elemento de filtro en el mismo. El alojamiento tiene una entrada y una salida, la entrada acepta el aire atmosférico sucio en el montaje de filtro, y la salida proporciona aire limpio a partir del montaje de filtro. El elemento de filtro comprende al menos una porción de filtro físico o de materiales particulados que remueve los contaminantes de materiales particulados que provienen del aire sucio. El elemento de filtro también puede incluir una porción de filtro químico "que remueve los contaminantes químicos que provienen del aire sucio. El montaje de filtro también incluye un elemento de supresión de sonido o elemento de atenuación, el cual también podría estar en el alojamiento. El elemento de supresión de sonido proporciona una atenuación de banda ancha del sonido que pasa a través del montaje de filtro. El montaje de filtro de aire es conectado en forma operativa con una fuente de generación de energía, tal como una celda de combustible. De manera general, el sistema también incluye el equipo de movimiento de aire, tal como un compresor o un soplador, el cual proporciona un aumento de flujo de aire a la celda de combustible. El montaje de filtro también es particularmente colocado con el objeto de reducir el nivel de ruido que emana de cualquiera de estos equipos . La presente invención proporciona un montaje de filtro, el montaje de filtro tiene un alojamiento y un elemento de filtro en el mismo. El alojamiento tiene una entrada y una salida, la entrada recibe el aire sucio en el montaje de filtro, y la salida proporciona aire filtrado limpio que proviene del montaje de filtro. De manera general, el montaje de filtro también tiene un elemento de supresión de sonido, tal como un resonador, un reductor sónico, un reductor total, un material adsorbente de sonido que atenúa o en cierto modo reduce el sonido que pasa a través del alojamiento al menos en 3 dB eñ un medidor, de preferencia, al menos en 6 dB . El elemento de filtro puede incluir una porción de filtro de materiales particulados, una porción de filtro químico, y de manera opcional, un elemento de supresión de sonido, todos los cuales son parte del elemento de filtro. El elemento de supresión de sonido proporciona atenuación de sonido de banda ancha al menos de 6 dB en un medidor. La porción de filtro de materiales particulados remueve los contaminantes de materiales particulados que provienen del aire sucio que entra al elemento de filtro, y si estuviera presente la porción de filtro químico, removería los contaminantes químicos que provienen de la entrada de aire sucio. La porción de filtro de materiales particulados puede colocarse en posición radial adyacente o puede formar parte del elemento de supresión de sonido. En algunas configuraciones, la porción de filtro de materiales particulados puede configurarse con la finalidad de proporcionar un flujo continuo o en línea recta. Este tipo de montaje de filtro o elemento de filtro puede utilizarse con cualquier proceso o sistema que produce ruido o sonido y que se beneficia del gas de admisión más limpio (tal como aire) . Un sistema de celda de combustible es un sistema que produce energía con la cual puede utilizarse el montaje de filtro de la presente invención. En forma adicional, el montaje de filtro o elemento de filtro puede utilizarse con otros sistemas que producen energía, tal como motores diesel o de gasolina.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de producción de energía que incluye un montaje de filtro de la presente invención; La Figura 2 es una vista en planta frontal de una primera modalidad del montaje de filtro de la Figura 1, configurado de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 3 es una vista fragmentada en perspectiva en corte transversal del montaje de filtro de la Figura 2; La Figura 4 es una vista fragmentada en planta frontal en corte transversal del montaje de filtro de la Figura 3 ; La Figura 5 es una vista en perspectiva de una modalidad de la porción del elemento de filtro del montaje de filtro de las Figuras 3 y 4, configurado de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 6 es una vista en perspectiva esquemática de una porción del medio de filtro que puede utilizarse en el elemento de filtro de la Figura 5; La Figura 7 es una vista fragmentada en corte transversal del elemento de filtro de la Figura 5 tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 5; La Figura 8 es una vista en perspectiva de una segunda modalidad de un elemento de filtro, similar al que se muestra en la Figura 5, para uso en el montaje de filtro de la presente invención; La Figura 9 es una vista fragmentada en corte transversal de una tercera modalidad del elemento de filtro similar al que se muestra en la Figura 7, para uso en el montaje de filtro de la presente invención; La Figura 10 es una vista fragmentada en corte transversal de una cuarta modalidad de un elemento de filtro, similar al que se muestra en las Figuras 7 y 9, para uso en el montaje de filtro de la presente invención; La Figura 11 es una representación gráfica de la atenuación de sonido contra la frecuencia para el montaje de filtro de las Figuras 3 y 4; La Figura 12 es una vista fragmentada en planta frontal en corte transversal de una segunda modalidad de un elemento de filtro que tiene una configuración externa del montaje de filtro de la Figura 1; La Figura 13 es una vista fragmentada en corte transversal de la porción del elemento de absorción química del montaje de filtro de la Figura 12; La Figura 14 es una vista lateral derecha de una tapa de extremo del elemento " de adsorción química de la Figura 13 ; La Figura 15 es una vista en planta frontal de una modalidad de un montaje de escape de la Figura 1, configurado de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 16 es una vista en corte transversal del montaje de escape de la Figura 15, tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Figura 15; La Figura 17 es una vista en planta lateral de una segunda modalidad de un montaje de escape de la Figura 1, configurado de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 18 es una vista en planta frontal del montaje de escape de la Figura 17; La Figura 19 es una vista en corte transversal del montaje de escape de las Figuras 17 y 18, tomada a lo largo de la línea 19-19 de la Figura 18; La Figura 20 es una vista en corte transversal del montaje de escape de las Figuras 17, 18 y 19 tomada lo largo de la línea 20-20 de la Figura 17; La Figura 21 es una vista en planta frontal de una tercera modalidad de un montaje de filtro, configurado de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 22 es una vista en planta frontal fragmentada en ' corte transversal del montaje de filtro de la Figura 21; La Figura 23 es una vista en corte transversal del elemento de filtro y el elemento de supresión de ruido, sin el alojamiento, del montaje de filtro de las Figuras 21 y 22; La Figura 24 es una vista en corte transversal del elemento de filtro y el elemento de supresión de ruido similar a la vista de la Figura 23; La Figura 25 es una representación gráfica de una atenuación de sonido contra la frecuencia para el montaje de filtro de las Figuras 21-24; La Figura 26 es una vista en perspectiva de un sistema de manejo de aire de poco volumen que comprende un equipo de manejo de aire, un montaje de filtro de admisión y un montaje de filtro escape; La Figura 27 es una vista fragmentada en perspectiva en corte transversal del montaje de filtro de admisión de la Figura 26; y La Figura 28 es una vista fragmentada en perspectiva en corte transversal del montaje de filtro de escape de la Figura 26.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Con referencia a las Figuras, en donde los mismos números representan las mismas partes a través de las distintas vistas, se ilustra en forma esquemática en la Figura 1, un montaje de filtró 10, el cual es mostrado en combinación con un montaje de equipo 101. Una aplicación para el montaje de filtro 10 de la presente invención es la remoción de los contaminantes que provienen del aire que está siendo utilizado por el equipo 101. Otra aplicación del montaje de filtro 10 es la supresión del ruido o el sonido producido y/o que emana del equipo 101. Como se representa en la Figura 1, el aire atmosférico o de ambiente 50 se introduce y es recibido por el montaje de filtro 10 por medio de la entrada 12. De manera general, antes de entrar en el montaje de filtro 10, el aire atmosférico 50 contiene distintos contaminantes físicos (por ejemplo, materiales particulados) y contaminantes químicos, los cuales serán generalmente denominados en este documento como aire sucio. El montaje de filtro 10 es construido con la finalidad de remover distintos contaminantes que provienen del aire sucio 50 a fin de proporcionar aire limpio 54 que escapa a partir de la salida 14 del montaje de filtro 10. El aire limpio 54 es el aire de admisión para el equipo 101. En la modalidad que se representa en la Figura 1, el equipo 101 incluye una celda de combustible 102. La celda de. combustible 102 utiliza el oxígeno que proviene del aire de admisión 54, combinado con una fuente de combustible, tal como hidrógeno (H2) para generar energía. El agua (H20) es un derivado de la reacción de oxígeno e hidrógeno que se presenta dentro de la celda de combustible 102.

El montaje de filtro 10 de la presente invención tiene al menos un elemento de filtro, indicado en forma esquemática en 15, que remueve los contaminantes de materiales particulados y/o los contaminantes químicos. El elemento de filtro 15 tiene un lado de admisión de aire sucio 13 y un lado de salida de aire limpio 17. El alojamiento 11 retiene el elemento de filtro 15 en el mismo. La entrada 12 se encuentra en comunicación fluida con el lado de admisión de aire sucio 13, y la salida de alojamiento 14 se encuentra en comunicación fluida con el lado de aire limpio 17 del elemento de filtro 15. El alojamiento 11 puede ser de configuraciones variadas, y se prefiere que esté constituido al menos de dos secciones que pueden separarse, de modo que pueda ganarse acceso al elemento de filtro contenido 15. Las secciones múltiples pueden sujetarse juntas mediante enganches, abrazaderas, sujetadores, u otros mecanismos adecuados de aseguramiento. Un sistema preferido para embragar 2 secciones de alojamiento de un montaje de filtro podría ser el sistema descrito en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 051,042 (Coulonvaux) . Otro sistema preferido es descrito en la patente de los Estados Unidos No. 5, 755,842 (Patel et al) . El aire atmosférico 50 se introduce en el montaje de filtro 10 como aire sucio a través de la entrada 12 en el alojamiento 11 y avanza hacia él lado de aire sucio 13 del elemento de filtro 15. Conforme el aire pasa a través del elemento de filtro 15 hacia su lado de aire limpio 17, los contaminantes son removidos mediante el elemento de filtro .15 a fin de proporcionar aire filtrado. El aire filtrado, que se ilustra en 54, se escapa del montaje de filtro 10 a través de la salida de alojamiento 14 y es utilizado por el equipo 101. El tipo y alcance de contaminantes removidos del aire que proporciona el aire filtrado 54 está en función de los contaminantes presentes en el aire atmosférico 50, de la configuración del elemento de filtro 15, del tipo de celda de combustible utilizada, y de la temperatura del medio ambiente en el cual está operando la celda de combustible. El montaje de filtro 10 también incluye un elemento de supresión de ruido 19, el cual reduce o suprime el nivel de ruido o sonido que emana a partir del equipo 101 y que pasa de regreso a través del montaje de filtro 10. El elemento de supresión 19 puede situarse dentro del alojamiento 11, y en algunas modalidades, el elemento de supresión 19 es definido por la configuración y forma del alojamiento 11. Con el fin de facilitar o aumentar la velocidad de reacción química dentro de una celda de combustible, con frecuencia es deseable introducir aire de soporte de oxígeno 54 en la celda de combustible bajo presión, o en una velocidad más rápida que sería disponible mediante una simple "exposición" de la celda de combustible en aire a presión atmosférica. Un compresor o soplador podría utilizarse para este propósito. Por lo tanto, de acuerdo con una configuración, el equipo 101 incluye un compresor 104, el cual proporciona aire a la celda de combustibles 102 que va a utilizarse en la reacción catalítica. El compresor 104 es colocado corriente arriba de la celda de combustible 102. El término "corriente arriba" significa que el aire fluye desde el compresor 104 hacia la celda de combustible 102; por el contrario, la celda de combustible 102 es colocada "corriente abajo" del compresor 104. El montaje de filtro 10, que incluye el elemento de supresión de ruido 19, también es colocado corriente arriba del compresor 104. Durante la operación del compresor 104, los impulsores, rotores o pistones de movimiento rápido generalmente presentes dentro del compresor 104 emiten sonido, que en general es denominado como ruido. Este ruido tiene una frecuencia que varía en función del tipo y configuración del compresor, aunque la frecuencia se encuentra comúnmente en el rango de 3 a 30,000 Hertzios, y algunas veces es tan alta como 50,000 Hertzios, en un nivel de 85 a 135 dB en un medidor. Un tipo particular de compresor 104, es decir, un compresor de doble tornillo "Lysholm" , disponible a partir de la compañía Opcon Automotor AB de Suiza, funciona y proporciona ' una salida de ruido que se encuentra en el rango aproximadamente de 160 a 1100 Hertzios. Cada tipo de compresor tiene un ruido o distribución de frecuencia asociada con su operación; esta distribución estará en función del tipo de compresor (incluyendo el modelo específico de compresor) , y podría estar en función de variantes tales como las velocidades de flujo de entrada y de salida, y la temperatura del medio ambiente. Se entiende que las estructuras de filtro que serán descritas sólo son ilustrativas de las modalidades específicas de estas estructuras que incluyen los principios de esta invención, y que el alcance de la invención no se limita por las estructuras específicas de las que son particularmente descritas . El ruido que proviene del compresor 104 se desplaza en cualquier dirección posible, tal como corriente abajo y a través de la celda de combustibles 102, así como también corriente arriba y a través del montaje de filtro 10. El montaje de filtro 10, par icularmente por medio de su elemento de supresión 19, reduce el nivel de sonido que se desplaza corriente arriba a partir del compresor 104 y hacia afuera de la admisión del montaje de filtro 12 al menos por 3 dB en un medidor, comúnmente al menos por 6 dB, y de preferencia, al menos por 25 dB . Distintas estructuras específicas del montaje de filtro 10, incluyendo el elemento de filtro 15 y el elemento dé supresión de ruido 19, son descritos más abajo.

Primera Modalidad de un Montaje de Filtro Un primer ejemplo de un montaje de filtro configurado de acuerdo con los principios de esta invención se muestra en la Figura 2. Para facilitar la identificación, aquellos elementos en la modalidad de la Figura 2 que son los mismos o que efectúan la misma función, si se compara con los elementos previamente discutidos con respecto a la representación esquemática de la Figura 1, son seguidos por una designación alfabética (es decir, "a") en la Figura 2. Lo mismo se utilizará cuando se describan modalidades adicionales, tal como la modalidad de la Figura 12, en donde los números de referencia son seguidos por una designación alfabética (es decir, "b" ) . Las Figuras 2 y 3 ilustran un montaje de filtro 10a para uso en una celda de combustible operada en un autobús de pasajeros utilizando una pila de celdas de combustible PEM que proporciona una salida de potencia total de 200 kW. Debe entenderse que el montaje de filtro 10a es específicamente diseñado para este tipo de aplicación, es decir, un autobús que funciona a 200 kW, y que los montajes de filtro para otras aplicaciones, tales como por ejemplo, otros vehículos, unidades fijas, o aplicaciones electrónicas portátiles, serían diseñados para aquellas aplicaciones que son diferentes en tamaño, forma y configuración, y parámetros de operación sin apartarse de las características totales del montaje de filtro 10a. La vista del montaje de filtro de la Figura 2 se ilustra que es girado 180 grados alrededor de su eje longitudinal central, con respecto a la ilustración de la Figura 3. El montaje de filtro 10a incluye un alojamiento generalmente cilindrico lia, el cual define una entrada de aire 12a y una salida de aire 14a. El aire sucio 50 se introduce en el montaje de filtro 10a por medio de la entrada 12a, y el aire limpio 54 escapa por medio de la salida 14a. El exterior del alojamiento lia podría incluir los soportes de montaje 31a, 32a para colocar y asegurar el montaje de filtro 10a con relación al equipo y las estructuras circundantes. Un puerto receptor de sensor 35a está presente en el exterior del alojamiento lia adyacente a la salida 14a. El alojamiento de filtro lia puede asumir cualquier cantidad de formas físicas distintas de la forma cilindrica; por ejemplo, el montaje de filtro 10a puede tener una forma de sección transversal que es ovalada, con redondez, cuadrada, rectangular, o cualquier otra forma cerrada. El alojamiento lia puede elaborarse a partir de cualquier material que pueda formarse con los elementos deseados, por ejemplo, la entrada 12a, la salida 14a etc. Los ejemplos de materiales que son susceptibles de ser utilizados para el alojamiento lia incluyen los metales o plásticos u otros materiales poliméricos. Comúnmente, el alojamiento lia será de un material termoplástico o un material polimérico termoestable , tal como material epóxico, policarbonato , polietileno, y similares. Estos materiales podrían incluir refuerzos, tales como una tela de algodón tipo cambray o fibras, dentro de- un material polimérico que resista el alojamiento lia. En algunas modalidades podría desearse evitar los desprendimientos del molde de silicona cuando se elabora el alojamiento lia o cualquier otra parte o elemento del elemento de filtro 10a, tales como las emanaciones de silicona que pueden ser perjudiciales para la celda de combustible. En forma alterna, puede ser posible lavar o limpiar en cierto modo el alojamiento lia con el fin de remover cualquiera de los contaminantes, tales como los desprendimientos del molde. De regreso a las características del alojamiento lia, el puerto receptor 35 es configurado para recibir en forma cooperativa un sensor que puede monitorear los parámetros, si se desea, dentro de la cavidad interna del alojamiento. Un ejemplo de un sensor que es deseable utilizar dentro de un puerto receptor de sensor 35a es un sensor de flujo de masa de aire, generalmente denominado como un sensor de flujo o un medidor de flujo. Puede utilizarse un sensor de flujo de masa de aire con el objeto de monitorear la masa de aire que pasa a través de la salida 14a. La masa de aire que pasa a través de la salida 14a es directamente relacionada con la masa de aire que pasa a través de todo el sistema, incluyendo el montaje de filtro 10a y el equipo 101 de la Figura 1 (tal como el compresor 102, la celda de combustible 104, y el aparato de de escape opcional 103) . Cuando se monitorea cualquier tipo de cambio, en específico la disminución de estos en el flujo de masa de aire que pasa a través del montaje de filtro 10a, puede estimarse la vida útil de cualquier filtro físico o de materiales particulados dentro del montaje de filtro 10a o de cualquier otro equipo en el sistema. En forma alterna, puede utilizarse un sensor con la finalidad de monitorear el nivel o la acumulación de contaminantes químicos que están pasando a través de la salida 14a. Cuando se monitorea la cantidad de contaminantes químicos que pasan a través de la salida 14a, puede estimarse la vida restante de cualquier filtro químico dentro del montaje de filtro 10a. Un ejemplo de un sensor preferido de flujo de masa de aire es un sensor de tipo "alambre caliente" , el cual utiliza el cambio en la resistencia a través de un alambre a fin de determinar la cantidad de aire que pasa a través del alambre. Este sensor de alambre caliente se encuentra disponible, por ejemplo, a partir de la empresa TSI de St . Paul, Minnesott . Los ejemplos de dispositivos que pueden monitorear la acumulación o los contaminantes totales incluyen los descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 976,467 y 6, 187,596 ambos de Dallas et al. Las distintas porciones del montaje de filtro 10a son ilustradas en la Figura 3 , en donde se proporciona una vista en corte del montaje de filtro 10a. Situados en forma operativa dentro del alojamiento lia, se encuentra un elemento de filtro 15a y un elemento de supresión de ruido 19a. El elemento de supresión 19a es configurado con el objeto de atenuar las ondas de sonido que pasan a través de la cavidad interna definida por el alojamiento lia. En la modalidad preferida, el elemento de supresión 19a comprende un primer resonador 21 y un segundo resonador 22. En la modalidad preferida de la invención que se describe en este documento, el primer resonador 21 es configurado con el objeto de atenuar el sonido en una frecuencia pico aproximadamente de 900 Hz, y el segundo resonador 22 es configurado con el objeto de atenuar el sonido en una frecuencia pico aproximadamente de 550 Hz . La información detallada con respecto al elemento de supresión de sonido 19 (Figura 1) , el elemento de supresión 19a, y los resonadores 21,· 22 será descrita de aquí en adelante en mayor detalle. Las características específicas de una configuración preferida del montaje de filtró 10a se ilustran en la Figura 4. El montaje de filtro 10a, en específico el alojamiento lia, tiene una longitud "L" no mayor aproximadamente de 1500 milímetros, de preferencia, no mayor aproximadamente de 1000 milímetros. En una modalidad preferida, la longitud "L" no es mayor de 813 milímetros de largo (32 pulgadas) . El montaje de filtro 10a, el cual es generalmente cilindrico, tiene un diámetro "D" que no es mayor de 460 milímetros (18 pulgadas) , de preferencia, no mayor aproximadamente de 406 milímetros (16 pulgadas) . En la modalidad preferida, el diámetro "D" no es mayor de 254 milímetros (10 pulgadas) . De manera general, la longitud "L" y el diámetro "D" están en función de la cantidad de volumen distribuido para ocuparse mediante el montaje de filtro 10a dentro del sistema con el cual será utilizado el montaje de "filtro. Estos requerimientos del sistema pueden ser impuestos por lo requerimientos de espacio de la aplicación con la cual será empleado el sistema. El aire fluye hacia el montaje de filtro 10a por medio de la entrada 12a, la cual tiene un diámetro "Di" aproximadamente de 25 a 203 milímetros (de 1 a 8 pulgadas) . En la modalidad preferida, el diámetro de entrada "Di" es aproximadamente de 102 milímetros (4 pulgadas) . La longitud de la entrada 12a "Ln" , medida como la distancia desde el extremo de entrada del alojamiento lia aproximadamente hasta el lado de aire sucio del elemento de filtro 15a, es generalmente alrededor de 25 a 203 milímetros (de 1 a 8 pulgadas) . En la modalidad preferida, ¾¾" es aproximadamente de 90 milímetros (3.5 pulgadas) . La salida 14a tiene un diámetro "D0" aproximadamente de 25 a 203 milímetros (de 1 a 8 pulgadas) . En la modalidad preferida, el diámetro de salida "D0" es aproximadamente de 102 milímetros (4 pulgadas) . El elemento de filtro 15a ocupa un volumen dentro del alojamiento lia teniendo una longitud "F" aproximadamente de 102 a 203 milímetros (de 4 a 8 pulgadas) . La longitud específica "F" ocupada por el elemento de filtro 15a estará condicionada en base a las características tales como el tipo de elemento de filtro utilizado, sus capacidades de filtración, el volumen del alojamiento lia distribuido en el elemento de supresión 19a (Figura 3), y la longitud total "L" del alojamiento lia. En la modalidad preferida, la longitud "F" es aproximadamente de 185 milímetros (7.3 pulgadas) . Comúnmente, el elemento de filtro 15a ocupa la mayoría del diámetro D en donde es colocado el elemento de filtro 15a. El elemento de supresión de ruido 19a ocupa la mayoría de la longitud restante del alojamiento lia. En la modalidad mostrada en las Figuras 3 y 4, el elemento de supresión 19a comprende un primer resonador 21 y un segundo resonador 22.. El primer resonador 21 ocupa una longitud "Ri" aproximadamente de 163 milímetros (6.4 pulgadas) y el segundo resonador 22 ocupa una longitud "R2" aproximadamente de 310 milímetros (12.2 pulgadas) . '· El número de resonadores utilizados y las longitudes especificas (por ejemplo, ¾. y R2) ocupadas por los resonadores están en función de las propiedades deseadas de atenuación de sonido del resonador. Es decir, la frecuencia del sonido atenuado por los resonadores está en función de la configuración de los mismos, en específico, del volumen ocupado. Como se indicó con anterioridad, la información adicional con respecto a la atenuación de sonido y los resonadores se proporciona más adelante . Los soportes de montaje 31a, 32a en el exterior del montaje de filtro 10a están separados una distancia de 470 milímetros (18.5 pulgadas), la cual es designada como "LB" . El primer soporte de montaje 31a está separado 227 milímetros (8.9 pulgadas) de la entrada 12a, designada como "Ls" . Se entiende que la posición de cualquiera de los soportes de montaje está en función de la longitud total "L" del montaje de filtro 10a, de su posición deseada con respecto al equipo o las estructuras circundantes, y de la posición de los deflectores o desviadores internos u otra estructura dentro del alojamiento lia.

Porción de Remoción Física o de Materiales Particulados del Montaje de Filtro El montaje de filtro 10 de la presente invención, en particular, el elemento de filtro 15, incluye una porción para la remoción de los contaminantes físicos tales como materiales particulados que provienen del aire de entrada 50. Se entiende que grandes cantidades de ítems, tales como hojas, pájaros, roedores y otros escombros, serán removidos mediante una criba, malla, separador o similares que provienen del aire atmosférico de entrada 50 antes que el aire alcance el montaje de filtro 10. También puede incluirse un separador de agua o de líquido para remover el agua o el fluido que proviene del aire 50 antes que entre al montaje de filtro 10, como es conocido en la técnica. Una serie de porciones de remoción de materiales particulados puede utilizarse dentro del montaje de filtro 10, con cada porción subsiguiente de remoción de materiales particulados removiendo una partícula de tamaño más pequeño. En forma alterna, puede utilizarse una porción única de remoción de materiales particulados . Comúnmente, la porción de remoción de materiales particulados contiene un medio de filtro, tal como un tejido o tela fibrosa, incluyendo materiales celulósicos, para remover los materiales particulados. Los ejemplos de materiales particulados o partículas removidas mediante una porción de remoción de materiales particulados incluyen polvo, basura, polen, materiales particulados de diesel, insectos, pedazos de madera y aserrín, virutas de metal, polvo cósmico y similares. Algunos tipos de materiales particulados pueden ser doblemente peligrosos para la operación de la celda de combustible, tanto como la partícula física y la estructura molecular de la partícula; por ejemplo, el carbonato de calcio es un material básico que podría dañar el electrolito en la celda de combustible PEM, la cual es acídica. Otros tipos de celdas de combustible pueden ser afectadas en forma perjudicial por los contaminantes acídicos . Los hidrocarburos pesados, en particular aquellos encontrados en el alquitrán para el bacheo de las carreteras, también pueden afectar en forma perjudicial la operación de una celda de combustible. El medio de filtro puede tratarse en cualquier cantidad de modos para mejorar su eficiencia en la remoción de materiales particulados diminutos; por ejemplo, puede utilizarse un medio electrostáticamente tratado, como puede ser un medio de celulosa o sintético o una combinación de los mismos, teniendo una o más capas de nanofibra, u otros tipos de medios conocidos por aquellas personas expertas en la técnica. Para los detalles con respecto a los tipos de nanofibra que podrían utilizarse, véase por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 4, 650,506 (Barris et al.). Se entiende que puede utilizarse cualquier cantidad de porciones de remoción de materiales particulados que tienen cualquier combinación de eficiencia de remoción de los mismos. El sistema deseado"" de remoción de material particulados estará en función del tipo, tamaño y naturaleza de los contaminantes presentes en la atmósfera (por ejemplo, hojas, hojas de álamo, pelusa, nieve, polvo cósmico, etc.) y el nivel deseado de limpieza del aire filtrado que se origina. El medio utilizado en el elemento de filtro 15 puede variar, en función de la eficiencia de remoción del material particulado que se desea, del nivel máximo de calda de presión aceptable a través del elemento de filtro 15 y de otros factores . El elemento de filtro 15a de las Figuras 3 y 4 se ilustra en mayor detalle en la Figura 5. En la modalidad preferida, el elemento de filtro 15a incluye el medio de filtro 55 que es enrollado alrededor de un eje central con el objeto de formar un elemento de filtro de forma cilindrica. El elemento de filtro incluye un sistema de sellado que se indica de manera general en 60. Un sistema preferido de sellado se describe, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 4, 720,292. En construcciones preferidas, el medio de filtro 55 se diseña para rempver el material particulado que proviene del aire que pasa a través del medio de filtro 55, mientras que el sistema de sellado 60 es diseñado con el fin de proporcionar un sello entre el elemento de filtro 15a y las paredes laterales interiores del alojamiento lia, como se muestra en las Figuras 3 y 4. " El término "sello" significa que el sistema de sellado 60, de acuerdo con condiciones normales, evita que los niveles no intencionales de aire pasen a través de una región entre la superficie exterior del elemento de filtro 15a y la pared lateral interior del alojamiento lia; es decir, el sistema de sellado 60 impide el flujo de aire evitando el paso a través del medio de filtración 55 del elemento de filtro 15a. En ciertos arreglos preferidos, el medio de filtro 55 es configurado como un flujo continuo. El término "flujo continuo" significa que el medio de filtro 55 es configurado para tener una primera superficie o cara de flujo 105 (que corresponde con un extremo de entrada, en la modalidad ilustrada) y una segunda superficie de flujo opuesta 110 (que corresponde con un extremo de salida, en la modalidad ilustrada) . A menudo, el flujo continuo es deseado debido a que un filtro de flujo continuo puede mane ar cantidades más grandes de aire que pasa a través del mismo si se compara, por ejemplo, con un filtro plegado. Se pretende que no exista distinción entre "flujo continuo" y "flujo en línea". El aire entra en una dirección 114 a través de la primera superficie de flujo 105 y sale en la misma dirección 116 de la segunda superficie de flujo 110. En esta modalidad, la primera superficie de flujo 105 se correlaciona con el lado de aire sucio 13 del elemento de filtro de la Figura 1 y la segunda superficie de flujo 110 se correlaciona con el lado de aire limpio 17 del elemento de filtro de la Figura 1. Cuando es utilizado el elemento de filtro 15a con un alojamiento de flujo en línea tal como el alojamiento lia de las Figuras 3 y 4 , en general , el aire se introducirá a través de la entrada 12a del alojamiento lia en una dirección, después entrará en el elemento de filtro 15a a través de la primera superficie de flujo 105 en la misma dirección, posteriormente saldrá del elemento de filtro 15a en la misma dirección de la segunda superficie de flujo 110, y finalmente escapará del alojamiento lia a través de la salida 14a también en la misma dirección. Aunque la primera superficie de flujo 105 es descrita con anterioridad que corresponde con un extremo de entrada (y el lado de aire sucio 13) , y la segunda superficie de flujo 110 es descrita con anterioridad que corresponde con un extremo de salida (y el lado de aire limpio 17) , los extremos de entrada y salida (y el lado de aire sucio y el lado de aire limpio) pueden invertirse. Es decir, la primera superficie de flujo 105 representada en la Figura 5 puede corresponder con un extremo de salida, mientras que la segunda superficie de flujo 110 representada en la Figura 5 puede corresponder con un extremo de entrada. En otras palabras, podría invertirse la orientación física del elemento de filtro 15a con relación a la dirección del flujo de aire a través de los mismos . " En la Figura 5, la primera superficie de flujo 105 y la segunda superficie de flujo 110 son representadas como superficies o caras planas y son paralelas entre sí. En otras modalidades, la primera superficie de flujo 105 y la segunda superficie de flujo 110 pueden ser no planas, por ejemplo, frusto-cónicas . Además, la primera superficie de flujo 105 y la segunda superficie de flujo 110 no necesitan ser paralelas entre sí . En la modalidad preferida, el medio o elemento de filtro 15a es una construcción enrollada o en rollo. Es decir, el elemento de filtro 15a comúnmente incluirá una capa de un medio de filtro que es enrollado por completo o en forma repetida alrededor de un eje central. Normalmente, la construcción enrollada será una bobina, porque una capa del medio de filtro será enrollada en una serie de vueltas alrededor de un eje central. En arreglos donde se utiliza una construcción enrollada de bobina, el " elemento de filtro 15a será de la forma de un rollo del medio de filtro, comúnmente un medio de filtro acanalado u ondulado permeable. A continuación, la atención se dirige a la Figura 6, en donde se ilustra una vista en perspectiva esquemática que demuestra los principios de operación de ciertos medios preferidos que pueden utilizarse en las construcciones de filtro en este documento. En la Figura 6, una construcción media acanalada es generalmente designada en 122. De preferencia, la construcción ondulada o acanalada 122 incluye una capa 123 de corrugaciones que tienen una pluralidad de ondulaciones 124 y una hoja de soporte 132. La modalidad de la Figura 6 muestra dos secciones de la hoja de soporte 132, en 132A (representada en la parte superior de la capa corrugada 123) y en 132B (representada en la parte inferior de la capa corrugada 123) . Comúnmente, la construcción preferida media 125, que se utiliza en los arreglos descritos en este documento, incluirá la capa corrugada 123 asegurada en la hoja de soporte inferior 132B. Cuando se utiliza esta construcción media 125 en una construcción de rollo, ésta comúnmente será- enrollada alrededor de sí misma, de manera que la hoja de soporte inferior 132B cubrirá la parte superior de la capa corrugada 123. La hoja de soporte 132 que cubre la parte superior de la capa corrugada 123 es representada como 132A. Debe entenderse que en una hoja de soporte de configuración media "enrollada" 132? y 132B son la misma hoja 132. Cuando se utiliza este tipo de construcción media 125, se prefiere que las cámaras onduladas o acanaladas 124 formen los picos 126 y las depresiones 128 alternativas. Los picos 126 y las depresiones 128 dividen las ondulaciones 124 en una hilera superior y una hilera inferior. En la configuración particular que se muestra en la Figura 6, las ondulaciones superiores forman las cámaras de ondulación 136 cerradas en el extremo corriente abajo, mientras que las cámaras de ondulación 134 que tienen sus extremos corriente arriba cerrados forman la hilera inferior de las ondulaciones. Las cámaras de ondulación · 134 son cerradas por un primer borde de extremo 138 que llena una porción del extremo corriente arriba de la ondulación entre la hoja ondulante 130 y la segunda hoja de soporte 132B. En forma parecida, un segundo borde de extremo 140 cierra el extremo corriente abajo de las ondulaciones alternantes 136. En algunos sistemas preferidos, tanto el primer borde de extremo 138 como el segundo borde de extremo 140 que son rectos a lo largo de todas las porciones de la construcción media 125, nunca se desvían de una trayectoria recta. En algunos sistemas preferidos, el primer borde de extremo 138 es recto y nunca se desvía de una posición en o junto a uno de los extremos de la construcción media 125, mientras que el segundo borde de extremo 140 es recto y nunca se desvía de una posición en o junto a uno de los extremos de la construcción media 125. Las ondulaciones 124, la hoja de soporte 132 y los bordes de extremo 138, 140 proporcionan la construcción media 125 que puede formarse en el elemento de filtro 15a. Cuando se utiliza el medio construido en la forma de la construcción media 125, durante el uso, el aire no filtrado entra en las cámaras de ondulación 136 como se indica mediante las flechas sombreadas 144. Las cámaras de ondulación 136 tienen abiertos sus extremos corriente arriba 146. El flujo de fluido no filtrado no se permite que pase a través de los extremos corriente abajo 148 de las cámaras de ondulación 136 debido a que son cerrados sus extremos corriente abajo 148 por el segundo borde de extremo 140. Por lo tanto, el aire es forzado a continuar a través de la hoja ondulada 130 o las hojas de soporte 132. Conforme el aire no filtrado pasa a través de la hoja ondulante 130 o las hojas de soporte 132, el aire es limpiado o filtrado. El aire limpiado se indica mediante la flecha sin sombra 150. Entonces, el aire que pasa a través de las cámaras de ondulación 134 (las cuales tienen cerrados sus extremos corriente arriba 151) fluye a través del extremo abierto corriente abajo 152 (Figura 5) fuera de la construcción ondulada 122. Con la configuración mostrada, el aire no filtrado puede fluir a través de la hoja ondulada 130, la hoja de soporte superior 132A o la hoja de soporte inferior 132B, y en dirección de una cámara de ondulación 134. Comúnmente, la construcción media 125 será preparada y después enrollada para formar una construcción en rollo 100 del medio de filtro. Cuando este tipo de medio es seleccionado para uso, la construcción media 125 incluye una capa corrugada 123, la cual es asegurada con el borde de extremo 138 en la hoja de soporte inferior 132B (como se muestra en la Figura 6, aunque sin la hoja de soporte superior 132A) . En estos tipos de arreglos, la construcción media 125 incluirá un borde delantero en un extremo y un borde posterior en el extremo opuesto, con un borde lateral superior y un borde lateral inferior extendiéndose entre los bordes delantero y posterior. El término "borde delantero" significa el borde que inicialmente será girado o enrollado, de manera que se encuentre en o adyacente al centro o alma de la construcción de rollo. El "borde posterior" será el borde en la parte exterior de la construcción en rollo, en base a la terminación del proceso de vueltas o enrollado. El borde delantero y el borde posterior deben sellarse entre la hoja corrugada 123 y la hoja de soporte inferior 132B, antes de enrollar la hoja en una bobina, en estos tipos de construcciones medias 125. Mientras que un número de modos son posibles, en ciertos métodos, el sello en el borde delantero es formado como sigue: (a) la hoja corrugada 123 y la hoja de soporte inferior 132B son cortadas o divididas a lo largo de una línea o trayectoria que se extiende a partir del borde lateral superior hasta el borde lateral inferior (o, desde el borde lateral inferior hasta el borde lateral superior) a lo largo de una ondulación 124 que forma un pico 126 en el punto más alto (o vértice) del pico 126; y (b) un sellador es aplicado entre la hoja de soporte inferior 132B y la hoja corrugada 123 a lo largo de la línea o trayectoria de corte. El sello en el borde delantero puede formarse en forma análoga al proceso de formación del sello en el borde delantero. Mientras que un número de distintos tipos de sellador pueden utilizarse para formar estos sellos, un material que puede utilizarse es un sellador no espumado disponible a partir de la compañía H. B. Fuller, St. Paul, Minnesota . Cuando se utiliza la construcción media 125, podría ser deseable que el diseñador del sistema enrolle la construcción 125 en una construcción en rollo del medio de filtro, tal como el elemento de filtro 15a de la Figura 5. Una variedad de técnicas pueden utilizarse para enrollar o enredar el medio. Puede apreciarse que pueden utilizarse miembros de enrollado central no redondos para elaborar otras formas del medio de filtración, tal como el medio de filtro que tiene un perfil de forma oblonga o con redondez, ovalada, rectangular, o de perfil de la forma de pista de carreras. La construcción media 125 también puede enrollarse sin un mandril o alma central . Un método de formación de una construcción en rollo sin alma es como sigue: (a) las depresiones 128 de las primeras de algunas corrugaciones de la hoja corrugada 123 separadas del borde delantero son marcadas desde el borde lateral superior hasta el borde lateral inferior (o desde el borde lateral inferior hasta el borde lateral superior) para ayudar durante el enrollado de la construcción 125; por ejemplo, las primeras cuatro corrugaciones del borde delantero tendrán una línea de marca cortada a lo largo de las depresiones 128; (b) el borde 140 del sellador es aplicado a lo largo de la parte superior de la hoja corrugada 123 a lo largo del borde lateral opuesto del borde lateral que tiene el borde de extremo 138; (c) el borde delantero es inicialmente volteado o enrollado contra sí mismo y después es apretado para ser sellado con el borde del sellador 140; y (d) el resto de la hoja corrugada 123 que tiene la hoja de soporte inferior 132B asegurada en la misma es enrollada o enredada o volteada alrededor del borde delantero apretado. En otros métodos, las construcciones sin alma pueden elaborarse a partir de la construcción media 125 mediante procesos automatizados, como se describe en las Patentes de los Estados Unidos No. 5, 543,007 y 5, 435,870. En aún otros métodos, la construcción media puede ser enrollada a mano. Cuando se utilizan construcciones enrolladas, tal como la construcción de filtro 100, el diseñador del sistema va a querer garantizar que la periferia exterior de la construcción 100 sea cerrada o bloqueada en el lugar para evitar que se desenrolle la construcción de filtro 100. Existe una diversidad de modos para conseguir esto. En algunas aplicaciones, la periferia exterior es enrollada con una capa periférica. La capa periférica puede ser un material adhesivo no poroso, tal como plástico con un adhesivo en un lado. Cuando es utilizada este tipo de capa, la capa periférica evita que la construcción de filtro 100 se desenrolle y evita que el aire pase a través de la periferia exterior de la construcción de filtro 100, manteniendo el flujo continuo a través de la construcción de filtro 100. En algunas aplicaciones, la construcción de filtro 100 es asegurada en su construcción enrollada sellando el borde delantero de la construcción media 125 con un adhesivo o sellador a lo largo de una línea 160 (Figura 5) para asegurar el borde delantero en la superficie exterior de la construcción de filtro 100. Por ejemplo, puede aplicarse un borde de. masa fundida a lo largo de la línea 160. En forma adicional o alternativa, puede proporcionarse una banda de soporte 162 alrededor del perímetro exterior de la construcción de filtro 100 para asegurar el borde delantero. En la Figura 5, la banda de soporte 162 se muestra situada en la primera superficie de flujo 105. El elemento de filtro 15a incluye un bastidor de extremo 200 situado en la segunda superficie de flujo 110. Una vista fragmentada en corte transversal del elemento de filtro 15a es mostrada en la Figura 7; la construcción de filtro 100 con sus distintas características, se muestra en líneas punteadas. Con referencia a las Figuras 5 y 7, el bastidor 200 incluye una banda periférica anular exterior 205 y los tirantes cruzados radiales 210. Los tirantes cruzados 210 se extienden hacia afuera a partir de la banda o collar periférico exterior 205 y se encuentran en el centro 215 en el eje del elemento de filtro. Los tirantes cruzados definen una porción anular de asiento rebajado cuando se encuentran en el centro 215 del bastidor 200. La banda periférica 205 se extiende a lo largo del perímetro exterior de la construcción de filtro 100 en la segunda superficie de flujo 110 y se extiende en dirección longitudinal en forma distante fuera de la segunda superficie de flujo 110. En la modalidad particular que se muestran las Figuras 5 y 7, el bastidor 200 incluye un segundo anillo anular interior 212 que se intersecta y conecta con los tirantes cruzados 210. El bastidor de extremo 200 soporta el sistema de sellado 60 y proporciona una superficie sólida que es susceptible de ser relativamente no deformada a efecto de facilitar el sello entre el elemento de filtro y el alojamiento- de filtro formado por el sistema de sellado 60. En particular, el sistema de sellado 60 comprende un anillo anular de material sellador redondo que es montado y asentado en la porción distante de la banda periférica 205 que sobresale hacia afuera de la segunda superficie de flujo 110. De preferencia, el sistema de sellado 60 es un material que puede comprimirse, tal como" un material de espuma de poliuretano, que es configurado para embragar en forma cooperativa con las paredes laterales interiores del alojamiento lia y para proporcionar un sello hermético al paso de aire. El sistema de sellado' 60 puede tener una configuración en corte transversal escalonada de dimensiones que disminuyen en el diámetro más externo para facilitar el sellado y garantizar un sello hermético. En general , para una estructura de sellado en dirección radial de funcionamiento adecuado, el sistema de sellado que puede comprimirse 60 necesita ser comprimido cuando el elemento de filtro 15a sea montado en forma operativa en el alojamiento lia. En muchas construcciones preferidas, esta es comprimida aproximadamente de 15 a 40% (con frecuencia aproximadamente de 20 a 33%) de su espesor, en la porción más gruesa de la misma, a fin de proporcionar un sello robusto resistente que aún es . uno que puede originase de la instalación manual del elemento con fuerzas del orden de 80 libras o menos, de preferencia, 50 libras o menos y de manera general, aproximadamente de 20-40 libras. Una segunda modalidad de un elemento de filtro para uso en el montaje de filtro de la presente inversión, se ilustra en la Figura 8 como el elemento de filtro 15b. El elemento de filtro 15b es similar al elemento de filtro 15a de las Figuras 5 y 7, excepto que el bastidor 200 del elemento de filtro 15b no incluye el anillo anular interior 212. Los detalles adicionales con respecto al elemento de filtro 15a, el elemento de filtro 15b, y otros elementos de filtro susceptibles de ser utilizados, pueden encontrarse en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 190 i 432. Se entiende que pueden utilizarse otras construcciones de filtro, distintas de las que tienen un flujo continuo. Los ejemplos de otras construcciones de filtro de material particulado que pueden utilizarse incluyen los filtros de medio plegado, los filtros de panel, filtros que tienen un volumen de profundidad media, y similares.

Porción de Remoción Química del Montaje de Filtro Con referencia una vez más a la Figura 1, se prefiere que el montaje de filtro 10 también incluya una porción diseñada para remover los contaminantes que provienen de la atmósfera ya sea mediante adsorción o absorción. Como se utilizan en ese documento, los términos "adsorber" , "adsorción", "adsorbente" y similares, se pretende que también incluyan los mecanismos de absorción y adsorción. Comúnmente, la porción de remoción química incluye un material fisisorbente o qumisorbente , tal como por ejemplo, desecantes (es decir, materiales que adsorben o absorben agua o vapor de agua) un materiales que adsorben o absorben compuestos orgánicos volátiles y/o gases acídicos y yo/o gases básicos. Los términos "material adsorbente", "material de adsorción" , "material adsortivo" , "material absorbente" , "material de absorción" , "material absortivo" , y cualquier variación de los mismos, se pretende que cubran cualquier material que remueve contaminantes químicos mediante adsorción o absorción. Los materiales adsorbentes adecuados incluyen, por ejemplo, carbono activado, fibras de carbono activado, carbono impregnado, alumina activada, cribas moleculares, resinas de intercambio de iones, fibras de intercambio de iones, gel de sílice, alumina, y sílice. Cualquiera de éstos materiales puede combinarse, revestirse, o impregnarse con materiales tales- como por ejemplo, permanganato de potasio, carbonato de calcio, carbonato de potasio, carbonato de sodio, sulfato de calcio, ácido cítrico, ácido fosfórico, otros materiales acídicos, o mezclas de los mismos. En algunas modalidades, el material adsorbente puede combinarse o impregnase con un segundo material . Comúnmente, el material adsorbente incluye materiales particulados o material granulado y puede estar presente en configuraciones variadas, por ejemplo, como granulos, perlas, fibras, polvos finos, nanoestructuras, nanotubos, aerogeles, o puede estar presente como un revestimiento en un material de base, tal como una perla de cerámica, estructuras monolíticas, medios de papel, o una superficie metálica. Normalmente, los materiales adsorbentes, sobre todo los materiales particulados o granulados, son proporcionados como un lecho de material. En forma alterna, el material adsorbente puede ser configurado en una forma monolítica o unitaria, tal como por ejemplo, un comprimido grande, un gránulo, una perla, o una estructura capaz de ser plegada o en forma de panal, la cual opcionalmente además puede ser conformada . Al menos en algunos ejemplos, el material adsorbente formado sustancialmente mantiene su forma durante el tiempo de vida normal o esperada del montaje de filtro. El material adsorbente formado puede configurarse a partir de un material particulado que fluye libre combinado con un aglutinante sólido o líquido que a continuación es configurado en un artículo que no fluye con libertad. El material adsorbente configurado puede formarse, por ejemplo, mediante un proceso de moldeo, un proceso de moldeo por compresión, o un proceso de moldeo por extrusión. .Los artículos adsorbentes configurados son enseñados por ejemplo, en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 189,092 (Koslow) , y 5, 331,037 (Koslow) . El aglutinante utilizado para proporcionar artículos configurados puede ser seco, es decir, en forma de polvo y/o granular, o el aglutinante puede ser un líquido, es decir, un aglutinante solvatado o dispersado. Ciertos aglutinantes, tales como los uretanos capaces de ser curados con humedad y materiales comúnmente denominados como "productos de fusión",' pueden aplicarse directamente en el material adsorbente, por ejemplo, mediante un proceso de rocío. En algunas modalidades, es utilizado un aglutinante líquido temporal, que incluye un solvente o un dispersante que puede removerse durante el proceso de moldeo. Los aglutinantes adecuados incluyen, por ejemplo, látex, celulosa micro-cristalina, alcohol polivinílico, acetato de vinilo de etileno, almidón, carboximetilcelulosa, polivinilpirrolidona, dihidrato de fosfato dicalcico, y silicato de sodio. De preferencia, la composición del material conformado incluye al menos aproximadamente 70% por peso, y comúnmente no más aproximadamente de 98% por peso de material adsorbente. En algunos ejemplos, el adsorbente conformado incluye de 85 a 95%, de preferencia, aproximadamente de 90% por peso de material adsorbente. Normalmente, el adsorbente conformado incluye no menos aproximadamente de 2% por peso de aglutinante y no más aproximadamente de 30% por peso de aglutinante. Otra modalidad del material adsorbente adecuado para uso en la porción de remoción química es un material adsorbente que incluye un portador. Por ejemplo, una malla o tela de algodón puede utilizarse para mantener el material adsorbente y el aglutinante. Comúnmente, cualquier portador no es mayor aproximadamente de 50% del peso del material adsorbente, y es más frecuente que aproximadamente sea del 20 al 40% del peso total del adsorbente. La cantidad de aglutinante en el artículo adsorbente conformado con el portador normalmente fluctúa aproximadamente de 10 a 50% del peso total del adsorbente y la cantidad del material adsorbente comúnmente fluctúa aproximadamente de 20 a 60% del peso total del adsorbente. La porción de remoción química puede incluir materiales fuertemente básicos para la remoción de los contaminantes de ácido que provienen del aire, o materiales fuertemente acídicos' para la remoción de contaminantes básicos que provienen del aire, o ambos. De preferencia, los materiales básicos y los materiales acídicos se encuentran lo suficientemente separados entre sí de modo que no interactúen o se anulen entre sí. En algunas modalidades, el material adsorbente en sí mismo puede ser el material fuertemente acídico o el material básico fuerte. Los ejemplos de éstos materiales incluyen materiales tales como particulados de " polímero, medios de carbono activado, zeolitas, arcillas, geles de sílice, y óxidos de metal. En otras modalidades, los materiales fuertemente acídicos y los materiales fuertemente básicos pueden proporcionarse como revestimientos superficiales en los portadores tales como particulados granulados, perlas, fibras, -material celulósico, polvos finos, nanotubos y aerogeles. En forma alterna o además, el material acídico o básico que forma las superficies acidicas y básicas puede estar presente a través al menos de una porción del portador; esto puede hacerse por ejemplo, revistiendo o impregnando el material portador con el material acidico o básico. Los ejemplos de compuestos acídicos que con frecuencia están presentes en el aire atmosférico y son considerados como contaminantes para las celdas de combustible incluyen por ejemplo, óxidos de sulfuro, óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, y ácidos orgánicos volátiles y ácidos orgánicos no volátiles. Los ejemplos de compuestos básicos que con frecuencia están presentes en el aire atmosférico y son considerados como contaminantes para las celdas de combustible incluyen por ejemplo, amoniaco, aminas, amidas, hidróxidos de sodio, hidróxidos de litio, hidróxidos de potasio, bases orgánicas volátiles y bases orgánicas no volátiles. Para las celdas de combustible ?? , la reacción catódica sucede bajo condiciones acidicas, por lo tanto, es deseable tener contaminantes básicos presentes. Un ejemplo de un material preferido para la remoción de contaminantes básicos, tal como el amoniaco, es el carbono activado que es impregnado o revestido con ácido cítrico. Una primera modalidad · de un elemento de filtro 15 (Figura 1) que tiene tanto la porción de remoción física o de material particulado como la porción de remoción química es mostrado en la Figura 9 como el elemento de filtro 15c. El elemento de filtro 15c es parecido al elemento de filtro 15a de la Figura 7, porque el elemento de filtro 15c tiene la construcción de filtro 100 (se muestra en líneas punteadas en la Figura 9) con la primera superficie de flujo 105 y la segunda superficie de flujo 110, la banda de soporte 162, el bastidor 200 y el sistema de sellado 60. El elemento de filtro 15c además incluye un elemento adsorbente 300, tal como un carbono activado conformado. El elemento adsorbente 300 es colocado en el bastidor 200 dentro del bastidor 200 y el sistema de sellado 60. El sistema de sellado que puede comprimirse 60 retiene en forma friccional el elemento adsorbente 300 en la posición deseada, aunque puede deformarse para liberar el elemento adsorbente 300 para su reemplazo cuando el adsorbente sea agotado. En una modalidad preferida, el elemento adsorbente 300 es una masa conformada de material de carbono activado mantenido junto por medio de un aglutinante termoplastico. Un elemento adsorbente 300 incluye un material de carbono activado, un tamaño de criba de 12x20 u 8x16, moldeado con un nivel de 8% de aglutinante de acetato de vinilo de etileno. Este elemento adsorbente 300 preferido puede elaborarse de acuerdo con las enseñanzas de" las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 189,092 (Koslow) , y 5, 331,037 (Koslow) . En otra modalidad preferida, el elemento adsorbente 300 es elaborado a partir de capas (no se muestra) de material de carbono disponible a partir de Hollingsworth & Vose de East Walpole, ?? (también conocida como H & V) . En la modalidad mostrada, el elemento adsorbente 300 es colocado adyacente a la segunda superficie de flujo 110; de esta manera, el aire que fluye a través del elemento de filtro 15c entraría en la construcción de filtro 100 por medio de la primera superficie de flujo 105 y saldría por medio de la segunda superficie de flujo 110, y posteriormente pasaría a través del elemento adsorbente 300. Este tipo de configuración tiene un elemento adsorbente 300 "corriente abajo" de la construcción de filtro 100 que remueve el material particulado. De preferencia, todo el aire que pasa a través de la construcción de filtro 100, pasa a través del elemento adsorbente 300. Se entiende que el elemento adsorbente 300 podría colocarse en forma alterna, "corriente arriba" a partir de la construcción de filtro 100. Una segunda modalidad de un elemento de filtro 15 (Figura 1) que tiene tanto la porción de remoción física o de material particulado como una porción de remoción química se muestra en la Figura 10 como el elemento de filtro 15d. El elemento de filtro 15d es parecido al elemento de filtro 15a porque el elemento de filtro 15d tiene una construcción de filtro 100 (se muestra en líneas punteadas) con la primera superficie de flujo 105 y la segunda superficie de flujo 110, la banda de soporte 162, el bastidor 200, y el sistema de sellado 60. El elemento de filtro 15d además incluye el elemento adsorbente 300, excepto que el elemento adsorbente 300 es colocado entre la segunda superficie de flujo 110 y los tirantes cruzados 210 del bastidor 200. La banda periférica 205 (véase la Figura 8) del bastidor 200 mantiene el elemento adsorbente 300 contra la segunda superficie de flujo 110. El elemento adsorbente 300 puede ser fijado de manera permanente en uno o en cada uno del bastidor 200 y la construcción de filtro 100, o puede desembragarse de los mismos. Nuevamente, todo el aire que pasa a través de la segunda superficie de flujo 110 de la construcción de filtro 100 se prefiere que también pase a través del elemento adsorbente 300. En los elementos de filtro 15c y 15d, la porción de remoción química, en específico el elemento adsorbente 300, ha sido combinada con la porción de remoción de material particulado con el objeto de formar una estructura única. Se entiende que en algunas modalidades, la porción de remoción química estará separada y distanciada de la porción de remoción de material particulado. Además se entiende que la porción de remoción de material particulado y la porción de remoción química pueden combinarse en un elemento único que remueva tanto los contaminantes físicos como los contaminantes químicos. En un ejemplo, el medio de filtro de una porción de remoción de material particulado puede elaborarse con fibras que tienen un tratamiento superficial con la capacidad de absorción química o de reaccionar o interactuar en cierto modo con los contaminantes acídicos o básicos, de esta manera, se proporciona una porción de remoción química. En otro ejemplo, un lecho de gránulos de carbono activado podría colocarse y configurarse con la finalidad de remover los contaminantes físicos que provienen del aire si la separación entre los gránulos fuera suficientemente pequeña. Un elemento de filtro preferido que incluye ambas porciones de remoción de material particulado y química se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 152,996 (Linnersten et al . ) . La información adicional con respecto a las porciones de remoción química de los elementos de filtro para uso con sistemas de celda de combustible se describe en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 09/660, 127, presentada el 12 de Septiembre del año 2000.

Elemento de Supresión de Sonido del Montaje de Filtro Con referencia una vez más a la Figura 1, el montaje de filtro 10 de la presente invención incluye un elemento de supresión de ruido o de sonido 19 que reduce o suprime el nivel de ruido o de sonido que emana a partir del equipo 101. De preferencia, esta reducción de ruido es al menos de 3 dB en un medidor, comúnmente al menos de 6 dB, de preferencia, al menos de 10 dB y de manera más preferible, al menos de 25 dB. La reacción catalítica que ocurre dentro de la celda de combustible 102 es un proceso silencioso, porque el combustible de hidrógeno, la reacción en el cátodo, y la producción de energía, no producen sonido audible por los humanos. Los detalles con respecto a la construcción y operación de las celdas de combustible 102 son proporcionados más abajo. Sin embargo, aunque la celda de combustible 102 es silenciosa, el equipo o maquinaria que a menudo se utiliza para proporcionar un aumento de flujo de aire en la celda de combustible 102, tal como el compresor 104 de la Figura 1, generalmente produce un ruido significante. El equipo que mueve aire que puede utilizarse en conjunto con la celda de combustible 102 incluye compresores, ventiladores, sopladores y bombas . El sonido que emana de un equipo tal como el compresor 104 se desplazará en cualquier dirección que sea permitida por la celda de combustible, el equipo y los montajes de filtro. Es decir, el sonido se desplazaría corriente arriba del compresor, en contra de flujo de aire, en dirección del montaje de '· filtro 10; y el sonido se desplazaría corriente abajo en dirección de la celda de combustible 102. De acuerdo con la presente invención, el montaje de filtro 10 reduce el ruido que emana del compresor 104 a través del montaje de filtro y hacia afuera en el medio ambiente circundante, mediante la atenuación de sonido con un elemento de supresión de sonido 19 del montaje de filtro 10. El elemento de supresión de sonido 19 puede ser cualquier tipo de elemento, junto con otras caracteristicas del montaje de filtro 10, que puede atenuar o en cierto modo reducir el sonido, proporciona la reducción en el sonido al menos en 3 dB, comúnmente al menos 6 dB, de preferencia, al menos 10 dB y de manera más preferible, al menos 25 dB. Los ejemplos de los elementos de supresión de sonido 19 incluyen silenciadores, conductos de línea, deflectores, dobleces en la trayectoria del sonido, recintos o cámaras, cámaras de expansión, resonadores, reductores sónicos, reductores totales, 'material adsortivo de sonido y varias combinaciones de los mismos. Los distintos detalles con respecto a los elementos de supresión de sonido son descritos por ejemplo, en la Patentes de los Estados Unidos No. 6, 082,487 (Angelo et al . ) . Ciertos elementos comunes de supresión 19 incluyen una pared exterior que normalmente es cilindrica, la cual define un volumen interno, y un tubo de entrada y salida orientado dentro del volumen interno de la pared exterior. Se prefiere que la pared exterior y cualquier otro tipo de estructuras tengan superficies mínimas que sean planas o a nivel; más bien, se prefiere que las superficies del elemento de supresión 19 sean curveadas, con el objeto de reducir la cantidad de vibración o el tamborileo que con frecuencia se presenta con las paredes planas. En arreglos comunes, el tubo de salida define un reductor u obturador sónico. En el interior, una pared perforada esta separada de la pared exterior, con el fin de definir un volumen anular entre las mismas. El volumen anular puede incluir un relleno o almohadillado de material adsortivo dentro del volumen anular. Este material absortivo dentro del volumen anular proporciona una función absortiva, y también ayuda a reducir ¿1 tamborileo de la pared o cubierta exterior. En ciertos arreglos, la pared interior perforada y el volumen anular se encuentran en alineación con la región de entrada del elemento de supresión 19. Es decir, la pared interior perforada puede circunscribir al menos una porción del tubo de entrada . Un elemento preferido de supresión 19. es un resonador. Un resonador es un volumen encerrado de aire en comunicación con el exterior a través de un orificio pequeño. El aire encerrado resuena en un rango finito de frecuencia. Este rango de frecuencia y el nivel de atenuación están en función de las dimensiones * del volumen encerrado. La frecuencia resonada dentro del volumen encerrado determina la frecuencia de ruido atenuada por el resonador. En el montaje de filtro 10a que se ilustran las Figuras 3 y 4, el elemento de supresión 19a comprende un primer resonador 21 y un segundo resonador 22. Se observa que el primer resonador 21 es colocado adyacente a la salida 14a y el segundo resonador 22 es colocado corriente arriba o más cerca de la entrada 12a. Este posicionamiento designado como "primero" y "segundo" de los resonadores ha sido seleccionado debido a que el ruido que proviene del equipo 101 (Figura 1) se estaría moviendo corriente arriba (opuesto a la dirección del flujo de aire) a través del montaje de filtro 10a desde la salida 14a hacia la entrada 12a. El primer y segundo resonadores 21, 22 pueden diseñarse para atenuar el mismo o un rango distinto de frecuencias de sonido. De manera general, si los resonadores 21, 22 removieran el mismo rango de frecuencia de ruido, el nivel de disminución de ruido será más grande. Si los resonadores 21, 22 removieran ruido de distintos rangos de frecuencia, los rangos totales de frecuencias atenuadas serían más grandes. En una modalidad preferida, el primer resonador 21 es diseñado con el objeto de atenuar sonido en una frecuencia pico aproximadamente de 900 Hz, y el segundo resonador 22 es diseñado con el objeto de atenuar ondas de sonido en una frecuencia pico aproximadamente 550 Hz . Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, varias características difieren entre el primer resonador 21 y el segundo resonador 22. Por ejemplo, el volumen ocupado por el segundo resonador 22 es mucho más grande que el volumen ocupado por el primer resonador 21. El volumen del primer resonador 21 es generalmente definido por medio de las paredes interiores del alojamiento lia entre la salida 14a y un deflector anular interno 25a. El volumen ocupado por el segundo resonador 22 es generalmente definido por las paredes interiores del alojamiento lia entre el deflector interno 25a y la superficie de flujo 110 (Figura 5) del elemento de filtro. Además, las perforaciones dentro de una estructura de pared central 28 varían entre el primer resonador 21 y el segundo resonador 22. Por ejemplo, la forma y tamaño de las aberturas, la separación entre las aberturas adyacentes, y su orientación difieren entre los dos resonadores. Esas distintas características de cada resonador imponen las frecuencias atenuadas con las mismas. El diseño de los resonadores para una atenuación de frecuencia deseada es bien conocido en la técnica de la supresión y atenuación de sonido y no será detallado en este documento. Además, el primer y segundo resonadores 21, 22 están separados aproximadamente 76 milímetros (3 pulgadas) , que se miden mediante la separación longitudinal entre las perforaciones en la estructura de pared central 28 de los dos resonadores. Esta distancia entre los resonadores 21, 22, designados en 24 en la Figura 4, atenuará el sonido que tiene una frecuencia cuya longitud de onda de 1/4 es igual a esta distancia. Una distancia aproximadamente de 76 milímetros (3 pulgadas) proporciona una atenuación pico aproximadamente de X100 Hz. La Figura 11 ilustra en forma gráfica los niveles y frecuencias de sonido atenuado mediante la modalidad preferida descrita con anterioridad. El primer resonador 21 atenúa el sonido en una frecuencia pico aproximadamente de 900 Hz, el segundo resonador 22 atenúa el sonido en una frecuencia pico aproximadamente de 550 Hz, y la separación longitud de onda de 1/4, 24 atenúa el sonido aproximadamente en 1100 Hz . La atenuación compuesta de sonido de los tres extiende las frecuencias fundamentales de un compresor común de tornillo doble, tal como de 160 a 1100 Hz de un compresor de tornillo doble Lysholm manufacturado por Opcon. Con referencia una vez más a la Figura 1, el elemento de supresión 19 puede colocarse dentro del alojamiento. 11, y en algunas modalidades, el elemento de supresión 19 es definido por el alojamiento 11. En la modalidad del montaje de filtro 10a, el primer y segundo resonadores 21, 22 son parcialmente .definidos por el alojamiento lia. Las paredes interiores del alojamiento lia junto con el deflector interno 25, definen el volumen ocupado por los resonadores 21, 22.

Varias otras características del alojamiento lia pueden proporcionar atenuación de sonido. Por ejemplo, la entrada 12a, que se ilustra en la Figura 4, tiene una expansión en forma de campana en la dirección axial de 102 a 254 milímetros (4 a 10 pulgadas) de diámetro. Esta expansión proporciona una atenuación de sonido de banda ancha aproximadamente de 3 dB . Se observa que el elemento de filtro 15, tal como cualquiera que los elementos de filtro 15a, 15b, 15c, 15d pueden tener propiedades adicionales de atenuación de sonido asociadas con la porción de remoción de material particulado o la porción de remoción química. Por ejemplo, la construcción de filtro 100 (Figuras 5 y 7) , puede atenuar algunas frecuencias a baja cantidad, tal como 1 dB . De manera adicional, el elemento adsorbente 300 (Figuras 9 y 10) puede atenuar algunas frecuencias. Se ha encontrado que varios elementos adsorbentes conformados, tal como los enseñados mediante las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 189,092 (Koslow) y, 5, 331,037 (Koslow) , proporcionan alguna atenuación de sonido; la frecuencia atenuada y el nivel (es decir, de frecuencia en dB) estará en función de las características específicas del elemento adsorbente conformado . Segunda Modalidad de un Montaje de Filtro Un segundo ejemplo de un montaje de filtro se muestra en un corte transversal fragmentado en la Figura 12 como un montaje de filtro 10b. Parecido al montaje de filtro 10a, el montaje de filtro 10b es para uso en una celda de combustible operado en un autobús de pasajeros que utiliza una pila de celdas de combustible PEM proporcionando una salida de potencia total de 200 kW. Debe entenderse que el montaje de filtro 10b es específicamente diseñado para este tipo de aplicación, (es decir, un autobús que funciona a 200 kW) , y que los montajes de filtro para otras aplicaciones serían diseñados para aquellas aplicaciones que son diferentes en tamaño, forma y configuración, sin apartarse de las características totales del montaje de filtro 10b. El montaje de filtro 10b incluye un alojamiento 11b, el cual define una entrada 12b y una salida 14b. El aire sucio 50 se introduce en el montaje de filtro 10b por medio de la entrada 12b, y el aire limpio 54 se escapa por medio de la salida 14b. El exterior del alojamiento 11b incluye los soportes de montaje 31b, 32b para situar y asegurar el montaje de filtro 10b con relación al equipo y las estructuras circundantes. Un puerto receptor de sensor 35b está presente en el exterior del alojamiento 11b con el objeto de permitir la conexión de un sensor, como podría desearse. El elemento de filtro 15a es situado dentro del alojamiento 11b. En el montaje de filtro 10b de esta modalidad, el elemento de filtro 15a que es utilizado es el mismo que el elemento de filtro 15a del montaje de filtro 10a de la primera modalidad. También dentro del alojamiento 11b se encuentra un elemento de supresión de ruido generalmente ilustrado en 19b. El elemento de supresión 19b comprende un resonador 23 configurado con el fin de atenuar el sonido en un pico aproximadamente de 900 Hz . La información detallada con respecto a los resonadores es proporcionada con anterioridad con respecto a la primera modalidad del montaje de filtro 10a. El resonador 23 tiene un extremo conectado en forma operativa en comunicación fluida con el puerto de salida 14b del montaje de filtro, y un extremo opuesto en el cual es asegurado un soporte de montaje anular 342. El soporte de montaje 342 tiene una porción central perforada que permite al aire pasar a través de la misma en dirección del resonador 23, y define un asiento de sello anular 343 que incluye una aleta de extensión cilindrica 345 que sobresale en dirección axial fuera del resonador 23 en una dirección hacia el puerto de entrada 12b. El extremo distante de la aleta 345 es ensanchado hacia afuera, por razones que serán descritas más adelante . El montaje de filtro 10b también incluye un elemento adsorbente 310, el cual se muestra ampliado en la Figura 13. El elemento adsorbente 310 comprende una masa cilindrica de carbono 330 que se extiende ' entre el primer y segundo extremos 330a y 330b, de manera respectiva. En la modalidad preferida, el elemento de carbono 330 es una extrusión cilindrica hueca de carbono activado mantenido unido mediante un aglutinante termoplástico . El elemento de carbono 330 puede producirse por ejemplo, mediante las enseñanzas de las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 189,092 (Koslow) y 5, 331, 037 (Koslow) . En algunas modalidades, el elemento de filtro, tal como el elemento de filtro 15a, puede combinarse con un elemento adsorbente, tal como el elemento adsorbente 310, en una construcción única que proporciona, tanto la filtración de material particulado como la filtración química. Por ejemplo, un medio de remoción de material particulado puede colocarse alrededor de la superficie externa del elemento de carbono 330. Un elemento de filtro que incluye ambas porciones de remoción de material particulado y química se describe en la Patentes de los Estados Unidos No. 6, 152,996 (Linnersten et al . ) . La configuración extruida de carbono cilindrico 330 del elemento adsorbente 310 proporciona una superficie sólida para la unión directa de un sistema de sellado 340 con el mismo en el extremo 330a y una tapa de extremo 350 en el extremo 330b. Éste tipo de extrusión "sólida" de carbono/aglutinante también forma un elemento de filtro adsorbente unificado 310 que por sí mismo no libera ningún tipo de carbono u otras partículas o contaminantes en la corriente de aire filtrado. La tapa de extremo 350 es asegurada de modo que pueda sellar en el extremo 330b del elemento adsorbente de carbono 330. La tapa de extremo 350 divide el aire que sale del elemento de filtro 15a, de modo que el aire pasa a lo largo de la superficie cilindrica exterior del elemento adsorbente 330 cuando se monta como es mostrado en la Figura 12, más que cuando se mueve en dirección axial directamente hacia la región del taladro central del elemento adsorbente de carbono 330. El aire que sale del elemento de filtro 15a hace impacto en una superficie curveada 355 de la tapa 350 y es re-dirigido a partir de su flujo "continuo o en línea recta" del filtro 15a a un flujo que tiene un componente radial. La superficie 355 es una superficie de forma arqueada que se extiende en dirección radial a partir de una punta 352 alineada en posición axial. La superficie curveada 355 divide suavemente el aire con una resistencia mínima. La punta 352 es el punto central de la superficie expuesta 355 de la tapa 350, aunque en algunas modalidades, la punta 352 no podría estar colocada en posición central sobre la tapa 350. Se apreciará que podrían utilizarse otras configuraciones superficiales de la tapa de extremo 350, tal como superficies planas o inclinadas. Con referencia las Figuras 13 y 14, la tapa de extremo 350 incluye las" aberturas 354 para el paso de aire a través de las mismas y a lo largo de la superficie exterior del elemento de carbono 330. Los brazos radiales 356 definen y separan las aberturas 354 y proporcionan soporte estructural a la tapa 350. De manera adicional, alguna cantidad de aire puede pasar alrededor de la periferia exterior de la tapa 350 y entre la tapa 350 y el interior del alojamiento 11b. Cuando el elemento adsorbente 310 es montado en forma operativa como se muestra en la Figura 12, el sistema de sellado 340 proporciona un sello hermético al paso de aire en el extremo 330a entre el elemento adsorbente 310 y el asiento de sello 343 y la, aleta 345 del soporte de montaje 342 (Figura 12) . El extremo distante ensanchado de la aleta 345 ayuda a guiar el sistema de sellado 340 hacia el asiento de sello 343. El sello formado, en combinación con el deflector 25b y la tapa extremo 350, dirige el flujo de aire a través del elemento adsorbente 310, y, bajo condiciones normales, evita que niveles no pretendidos de aire pasen a través del soporte de montaje 342 y en dirección del resonador 23 antes que el aire primero haya pasado a través del elemento de carbono 330. Con el aire desplazándose en la dirección de la entrada 12b hacia la salida 14b, el deflector 25b forma un sello corriente abajo a partir del soporte de montaje 342 y entre la superficie interior de las paredes laterales del alojamiento 11b y el resonador 23. La tapa de extremo 350, el deflector 25b y el sistema de sellado 340 requieren que todo el flujo de aire del elemento de filtro 15a pase a través del elemento adsorbente de carbono 330 y a través del soporte de montaje 342 antes de pasar hacia la salida del montaje de filtro 14b. El sistema de sellado 340 es comúnmente elaborado a partir de material flexible que puede comprimirse, tal como poliuretano. La modalidad que se ilustra en la Figura 13 muestra el sistema de sellado 340 que tiene una configuración "inclinada" de una dimensión que disminuye en la parte más externa, lo cual mejora el asiento y el sellado contra el asiento de sellado 343 y la aleta de extensión 345 del soporte de montaje 342. El sistema de sellado 340 dirige el flujo de aire del elemento de filtro 15a a través del elemento de carbono 330 antes que entre al resonador 23. Además de manejar el flujo de aire como se describió con anterioridad, la tapa de extremo 350 proporciona soporte estructural y anclaje del segundo extremo 330b del elemento absorbente 310 en el elemento de filtro 15a cuando se embraga con el bastidor 200, en específico, con el centro 215 del bastidor 200 (véase la Figura 5) . La punta 352 es adaptada para una introducción cooperativa y retención mediante la porción rebajada del centro 215. La colocación de la punta 352 dentro del bastidor 200 debe mantener el elemento adsorbente 310 en alineación axial con el elemento de filtro 15a, aunque otras características dentro del interior del alojamiento 11b pueden utilizarse para mantener el elemento adsorbente 310 en la oposición deseada. La presión ejercida en la dirección axial por el bastidor 200 en la punta 352 mantiene operativamente el elemento adsorbente 310 en un embrague de sellado con el sistema de sellado 340 contra el asiento de sello 343. Cada uno del sistema de sellado 340 y la tapa 350 pueden unirse temporal o permanentemente con el elemento de carbono 330. Con el fin de proporcionar una unión permanente, el sistema de sellado 340 puede unirse con el elemento de carbono 330, por ejemplo, mediante adhesivo, o mediante el moldeo directo del sistema de sellado 340 en el elemento de carbono 330. Para la unión permanente de la tapa 350, esta puede unirse en forma adhesiva, por ejemplo, con el elemento de carbono 330. La tapa 350 puede incluir un rebajo anular que acepta una porción del segundo extremo 330b del elemento de carbono 330. El elemento adsorbente 310 funciona, tanto como una porción de remoción química, como un elemento del elemento de supresión de sonido 19b. El elemento adsorbente 310 es funcionalmente similar al elemento adsorbente 300 de las Figuras 9 y 10 porque comprende el material adsorbente para la remoción de los contaminantes químicos del aire que pasa a través de los mismos o con los' mismos. El volumen entre el interior del alojamiento 11b y el elemento adsorbente 310 puede funcionar como un resonador que suprime o atenúa el sonido. En forma adicional, el material de carbono 330 del elemento adsorbente 310 adsorbe directamente el sonido, de esta manera, se proporciona una atenuación independiente de sonido. En una modalidad preferida, el elemento adsorbente 310 es configurado para atenuar un pico de secuencia aproximadamente al menos de 700 Hz, a menudo más grande de 700 Hz. Otros arreglos de elementos y materiales adsorbentes también pueden tener, tanto la calidad de remoción química como la calidad de supresión de sonido. Además, los elementos de filtro físico o de partículas, tal como el elemento de filtro 15a, pueden tener algunas cualidades de supresión de sonido .

Tercera Modalidad de un Montaje de Filtro Un tercer ejemplo de un montaje de filtro se muestra en las Figuras 21-23 como- un montaje de filtro 10c. El montaje de filtro 10c es adaptado para uso en una celda de combustible operada en un vehículo, tal como un carro de pasajeros, que utiliza una pila de celdas de combustible PEM proporcionando una salida de potencia total de 25 kW. Debe entenderse que el montaje de filtro 10c es específicamente diseñado para esta aplicación' (es decir, un vehículo que consume 25 kW) , y que los montajes de filtro para otras aplicaciones podrían diseñarse para aquellas aplicaciones que son diferentes en tamaño, forma y configuración, sin apartarse de las características totales del montaje de filtro 10c. El montaje de filtro 10c incluye un alojamiento generalmente cilindrico 11c, el cual define una entrada 12c y una salida 14c, las cuales se muestran en la Figura 22. El aire sucio se introduce en el montaje de filtro 10c por medio de la entrada 12c, y el aire limpio escapa por medio de la salida 14c. Un elemento de filtro físico o de material particulado 415 es colocado dentro del alojamiento 11c. De manera general, el elemento de filtro 415 es parecido en construcción al elemento de filtro 15a del montaje de filtro 10a de la primera modalidad, porque el elemento de filtro 415 tiene el medio de filtración ondulado, cilindrica o espiralmente enrollado 412 que proporciona un flujo de aire continuo. Un bastidor de extremo 420 que incluye un sistema de sellado 460 es conectado con un extremo del elemento de filtro 415 para proporcionar un montaje hermético al paso de aire y libre de fugas contra el alojamiento 11c. Colocado corriente abajo del elemento de filtro 415 se encuentra un elemento adsorbente 430. El elemento adsorbente 430 puede ser cualquier material adsorbente descrito con anterioridad, aunque se prefiere un artículo 'adsorbente conformado que sea elaborado, por ejemplo, mediante un proceso de moldeo, un proceso de moldeo por compresión o un proceso de moldeo por extrusión. El elemento de filtro 415 es parecido al elemento de filtro 15d de la Figura 10 porque el elemento adsorbente 430 es colocado entre el medio de filtración de material particulado 412 y el bastidor de extremo 420. También dentro del alojamiento 11c se encuentra un elemento de supresión de ruido 19c. En esta modalidad, el elemento de supresión de ruido 19c tiene un primer resonador 421 y un segundo resonador 422, como se describe en mayor detalle más abajo. El alojamiento 11c puede ser elaborado a partir de cualquier material que pueda proporcionar los elementos deseados, por ejemplo, la entrada 12c, la salida 14c, etcétera. Los ejemplos de materiales que pueden utilizarse para el alojamiento 11c incluyen metales o materiales poliméricos, tales como materiales epóxicos, policarbonato, polietileno, y similares. El alojamiento 11c tiene al menos dos secciones separadas, de modo que pueda ganarse acceso al elemento de filtro contenido 415 y a otros elementos. Las secciones múltiples pueden mantenerse unidas mediante enganches, abrazaderas, tiras, u otros mecanismos adecuados de aseguramiento. En una modalidad preferida, la entrada 12c también funciona como un enganche para retener juntas las secciones múltiples. El exterior del alojamiento 11c incluye un soporte de montaje 31c, similar a los soportes 31a, 31b descritos con anterioridad, para situar y asegurar el montaje de filtro 10c con relación al equipo y las estructuras circundantes . El montaje de filtro 10c es distinto de los montajes de filtro previamente descritos 10a, 10b porque la trayectoria de ruido a través del montaje de filtro 10c difiere de la trayectoria del flujo de aire. En cada uno de los montajes de filtro 10a, 10b el ruido sigue una trayectoria que es la misma, aunque opuesta en una dirección, de la trayectoria del flujo de aire. Es decir, el ruido se desplaza en contra del aire que pasa a través de los montajes de filtro 10a, 10b. En esta tercera modalidad, el ruido entra en el montaje de filtro 10c a través de la salida 14c y posteriormente se dirige a y es atenuado por el elemento de supresión de ruido 19c. El flujo de aire se introduce en el montaje de filtro 10c por medio de la entrada 12c, después pasa a través del elemento de filtro 415, el elemento adsorbente 430 y finalmente, escapa a través de la salida 14c. La trayectoria normal del flujo de aire no pasa a través del elemento de supresión de ruido 19c, a diferencia de los montajes de filtro 10a, 10b en donde el aire pasa a través de los elementos de supresión de ruido 19a, 19b, de manera respectiva . Asimismo, a diferencia de los montajes de filtro 10a, 10b descritos con anterioridad, el montaje de filtro 10c utiliza un arreglo en donde el elemento de filtro' 415 es unitario con el elemento de supresión de ruido 19c. El término "unitario", significa que el elemento de filtro 415, en esencia, es permanentemente unido o conectado de otro modo con el elemento de supresión de ruido 19c, de manera que excepto para los actos maliciosos o destructivos, el elemento de filtro 415 no puede removerse del elemento de supresión de ruido 19c. En la modalidad mostrada, el elemento de filtro 415 es construido mediante el enrollamiento de capas del medio de filtrado alrededor del elemento de supresión de ruido 19c; el elemento de supresión de ruido 19c funciona como un alma para el elemento de filtro 415. Los detalles específicos de la fabricación del elemento de filtro 415 son aquellos descritos con anterioridad con relación al elemento de filtro 15a, excepto que el medio de filtrado es enrollado alrededor del elemento de supresión de ruido 19c. De preferencia, el elemento adsorbente 430 también es unitario con el elemento de filtro 415 y el elemento de supresión de ruido 19c. Se entiende que en diseños alternativos, cualquiera del elemento de filtro 415, el elemento adsorbente 430 y el elemento de supresión de ruido 19c pueden ser removidos entre si . El elemento de supresión de ruido 19c incluye un primer resonador 421 y un segundo resonador 422, véase la Figura 23. El ruido entra en el montaje de filtro 10c por medio de la salida 14c (Figura 22) y es atenuado por el primer resonador 421 y el segundo resonador 422. El primer resonador 421 tiene un volumen generalmente pequeño, definido por un tubo alargado con un diámetro totalmente pequeño. El segundo resonador 422 tiene un volumen más grande que el primer resonador 421 y es colocado anular y radialmente rodeando el primer resonador 421. El segundo resonador 422 tiene un primer extremo 424 que no es plano ni liso y un segundo extremo opuesto 425 que tampoco es plano ni liso. Los extremos 424, 425 no planos ni lisos minimizan los ecos y atenúan el' ruido de mejor forma. En la modalidad particular del segundo resonador 422, el primer extremo 424 es convexo, porque se curvea hacia dentro en el resonador 422, y el segundo extremo 425 es cóncavo, porque se curvea fuera y hacia afuera del resonador 422. El primer extremo 424 incluye una pluralidad de aberturas circunferencialmente separadas 454 que permiten el paso de ondas de sonido a través de las mismas. Es decir, las aberturas 454 actúan como una entrada para las ondas de sonido en dirección del segundo resonador 422. Para el primer resonador 421, el cuello 451 actúa como una entrada para las ondas de sonido en dirección del primer resonador 421. Las frecuencias atenuadas por los resonadores 421, 422 están en función de varias dimensiones, tal como el volumen ocupado, la longitud, "el diámetro, el diámetro del cuello 451, el número de aberturas 454, la curvatura de los extremos 424, 425 y así sucesivamente. En esta modalidad, el primer resonador 421 es construido para atenuar frecuencias más altas que el segundo resonador 422. Además, el primer resonador 421 atenúa un rango más amplio de f ecuencias; es decir, el primer resonador 421 tiene un rango más amplio de atenuación que el rango del segundo resonador 422. La Figura 25 ilustra en forma gráfica los niveles y frecuencias atenuadas por el montaje de filtro 10c, en donde el primer resonador 421 atenúa el sonido aproximadamente en una frecuencia pico alrededor de 1000 Hz, y un segundo resonador 422 atenúa el sonido aproximadamente en una frecuencia pico alrededor de 540 Hz. La atenuación compuesta de sonido de los dos resonadores 421, 422 extiende los rangos de frecuencia fundamentales de un compresor común de doble tornillo. El primer resonador 421, que es diseñado para resonar o atenuar una frecuencia deseada, también puede funcionar como un receptor para el montaje en un husillo cuando se enrolla el medio de filtración en el segundo resonador 422, para elaborar el elemento de filtro 415. La estructura combinada de resonador 19c también funciona como una bobina en la cual es enrollado el medio de filtro de material particulado. En la modalidad preferida que se muestra, el montaje de filtro 10c, en especifico él alojamiento 11c, tiene una longitud no mayor aproximadamente de 500 milímetros, el preferencia, no mayor aproximadamente de 400 milímetros. Además, el montaje de filtro 10c, que es generalmente cilindrico, tiene un diámetro no mayor aproximadamente de 300 milímetros, de preferencia, no mayor aproximadamente de 260 milímetros. Las características específicas de un elemento de filtro unitario preferido 415, del elemento adsorbente 430, y del elemento de supresión de ruido 19c, se ilustran en la Figura 24. Como se apreciará por aquellas personas expertas en la técnica, las distintas dimensiones del montaje de filtro 10c, y los elementos tales como el elemento de filtro 415, el elemento adsorbente 430 y el elemento de supresión de ruido 19c, están en función, de manera general, del volumen distribuido para la ocupación por el montaje de filtro 10c dentro del sistema con el cual será utilizado el montaje de filtro . En la modalidad preferida para la cual se diseñó el montaje de filtro 10c, el elemento de filtro 415 tiene una longitud "F" ("F prima") no mayor aproximadamente de 240 milímetros, de preferencia, no mayor aproximadamente de 200 milímetros. En la modalidad preferida, "F" no es mayor aproximadamente de 191 milímetros. Fuera de esta distancia, una longitud no mayor aproximadamente de 50 milímetros, de preferencia, no mayor aproximadamente de 20 milímetros es ocupada por el elemento adsorbente 430 como la dimensión "C" .

En la modalidad preferida, "C" no es mayor aproximadamente de 6.2 milímetros. El medio de filtración plegado 412, medido en "FM" ocupa una dimensión no mayor aproximadamente de 200 milímetros, de preferencia, no mayor aproximadamente de 180 milímetros. En la modalidad preferida, "FM" no es mayor aproximadamente de 150 milímetros. El diámetro ocupado por el elemento de filtro 415, "DF" , generalmente no es mayor que alrededor de 290 milímetros, de preferencia, no es mayor aproximadamente de 270 milímetros. En la modalidad preferida, el elemento de filtro 415 tiene un diámetro "DF" aproximadamente de 230 milímetros. Para conseguir las características deseadas de supresión de sonido de la Figura 25, el elemento de supresión de ruido 19a ocupa la mayoría del diámetro en el arreglo combinado del elemento de filtro 415, del elemento adsorbente 430 y del elemento de supresión de ruido 19c dentro del alojamiento 11c. En la modalidad que se muestra en las Figuras 21-24, el elemento de supresión de ruido 19c comprende un primer resonador 421 y un segundo resonador 422. El primer resonador 421 tiene un diámetro "DRi" en el cuello 451 aproximadamente de 23 milímetros, y el segundo resonador 422 tiene un diámetro "DR2" aproximadamente de 178 milímetros. El segundo resonador 422 tiene una longitud total "LR2" aproximadamente de 267 milímetros, con una porción del segundo resonador 422 extendiéndose a través del elemento de filtro 415; el segundo resonador 422 se extiende la distancia "L" , aproximadamente de 37 milímetros, a través del sistema de sellado 460 del elemento de filtro 415. Cómo será apreciado por aquellas personas expertas en la técnica, el volumen específico ocupado por el primer resonador 421 y el segundo resonador 422 afecta las características de atenuación de ruido del elemento de supresión de ruido 19c. En específico, las longitudes y los diámetros DRI y DR2 de los resonadores 421, 422 están en función de las propiedades deseadas de atenuación de sonido del resonador. En las modalidades comunes específicas en el arreglo combinado del elemento de filtro 415, del elemento adsorbente 430 y del elemento de supresión de ruido 19c, cuando el elemento de supresión de ruido 19c ocupa aproximadamente de 50 a 90% del diámetro en el arreglo combinado del elemento de filtro 415, del elemento adsorbente 430 y el elemento de supresión de ruido 19c, el área de sección transversal de la unidad de filtro 10c ocupada por el elemento de supresión de ruido 19c es aproximadamente de 25 a 81%. De preferencia, el diámetro del elemento de supresión de ruido 19c es aproximadamente de 60 a 80% del diámetro total, lo cual representa aproximadamente sólo de 36 a 64% del área total de corte transversal. En la modalidad preferida, cuando el elemento de supresión de ruido 19c tiene un diámetro aproximadamente 178 milímetros y el elemento de filtro 415 tiene un diámetro aproximadamente de 230 milímetros, el elemento de supresión de ruido 19c ocupa 77% del diámetro, aunque sólo ocupa 60% del área. Otros arreglos combinados de elementos de filtro, elementos adsorbentes y elementos de supresión de ruido pueden ser útiles en los montajes de filtro de acuerdo con la presente invención. Se entenderá que el elemento de supresión de ruido puede incluir cualquier cantidad de resonadores. También, como se indicó, el elemento de filtro, su alojamiento, y/o elemento adsorbente (por ejemplo, el elemento de carbono) pueden producir atenuación de sonido. Estos arreglos combinados proporcionan una unidad única susceptible de ser removida y reemplazada que remueve contaminantes particulados o físicos, contaminantes químicos, y también proporciona atenuación o supresión de sonido. Antes de continuar con la discusión de una cuarta modalidad de un montaje de filtro, son descritos los componentes restantes del equipo 101 de la Figura 1 incluyendo la celda de combustible 102.

Celdas de Combustible En la Figura 1, el equipo 101, con el cual funciona el montaje de filtro 10 de la presente invención, incluye la celda de combustible 102. Las celdas de combustible son dispositivos que tienen dos electrodos (un ánodo y un cátodo) en los cuales se intercala un electrolito. Los tipos principales de configuraciones conocidas de celda de combustible son discutidos en la sección de Antecedentes de esta especificación. Todas las configuraciones tienen características comunes que se discuten en brevedad más abajo, aunque varían en temperaturas de operación y eficiencia de operación. Una fuente de combustible de hidrógeno es dirigida hacia el ánodo, en donde los electrones de hidrógeno son liberados, dejando los iones positivamente cargados. Los electrones liberados se desplazan a través de un circuito externo hacia el cátodo y, durante el proceso, proporcionan una corriente eléctrica que puede utilizarse como una fuente de energía para los circuitos eléctricos externos. Los iones positivamente cargados se difunden a través del electrolito de la celda de combustible y hacia el cátodo, en donde los iones se combinan con los electrones y el oxígeno para formar agua, un derivado del proceso. Para aumentar la velocidad de reacción catódica, a menudo es utilizado un catalizador. Los ejemplos de catalizadores que a menudo son utilizados en la reacción de la celda de combustible incluyen níquel, platino, paladio, cobalto, cesio, neodimio y otros metales de tierras raras. El tipo de membrana de intercambio de protones (PEM) de la celda de combustible es ' una configuración popular de celda de combustible que se utiliza para alimentar energía a los vehículos debido a su operación a baja temperatura, alta densidad de potencia y capacidad de variar con rapidez su salida de energía para cumplir con los cambios en la demanda de energía. Con frecuencia, la celda de combustible PEM simplemente es denominada como "celda de combustible de baja temperatura" debido a su baja temperatura de operación, que comúnmente se encuentra alrededor de 70 a 100° C, algunas veces tan alta como 200° C. Se prefiere que la celda de combustible 102, de las modalidades preferidas que se ilustran en este documento, sea del tipo PEM, es decir, de configuración de baja temperatura. Las celdas de combustible de alta temperatura, por lo regular, no son tan sensibles a la contaminación química debido a su temperatura de operación más alta. Sin embargo, las celdas de combustible de alta temperatura son sensibles a la contaminación de material particulado, y a algunas formas de contaminación química, y de esta manera, las celdas de combustible de alta temperatura pueden beneficiarse de las características de filtración que se describen en este documento. Ambos tipos de celdas de combustible, de baja temperatura y de alta temperatura, son normalmente utilizadas en combinación con un equipo ruidoso. Distintas celdas de combustible se encuentran comercialmente disponibles, por ejemplo, a partir de Ballard Power Systems, Inc., de Vancouvér, Canadá; Internacional Fuel Cells de Connecticut; Protón Energy Systems, Inc., de Rocky Hill, CT; American Fuel Cell Corp., de Massachussets ; Siemans AG de Erlangen, Alemania; Smart Fuel Cell GMBH de Alemania; General Motors de Detroit, MI; y Toyota Motor Corporation de Japón. Las celdas individuales de combustible, cada una de las cuales tiene un ánodo, un cátodo y un electrolito, son configuradas en "pilas" a fin de proporcionar la cantidad deseada de energía externa. Se reconocerá que los principios de esta invención beneficiarán la operación, de manera general, de cualquier configuración de celda de combustible. Por ejemplo, un autobús común de pasajeros utiliza una pila de celdas de combustible que genera aproximadamente 200 kW de potencia. Un vehículo más chico, tal como un carro de pasajeros, puede utilizar una pila de celdas de combustible que genere aproximadamente 25 kW de potencia. Un pequeño dispositivo electrónico fijo puede utilizar una pila de celdas de combustible que genere 1 kW de potencia o menos. Se reconocerá mediante una persona experta en la técnica de las celdas de combustible que los principios de los montajes de filtro de esta invención beneficiarán la operación, de manera general, de cualquier celda de combustible y de cualquier configuración de celda de combustible. Los niveles de magnitud de contaminantes que son aceptables por distintas celdas de combustible están en función del diseño de la celda de combustible. Por ejemplo, son conocidos los hidrocarburos (metano e hidrocarburos más pesados) , el amoniaco, el dióxido de sulfuro, el monóxido de carbono, las siliconas y similares, porque ocupan espacio en el catalizador e inactivan los sitios de reacción. De esta manera, estos contaminantes necesitan ser removidos antes de su entrada en el área reactiva de la celda de combustible. El nivel exacto de contaminación, y los tipos de contaminantes que son aceptables variarán en función del catalizador utilizado, de las condiciones de operación, y de los requerimientos eficiencia del proceso catalítico. Los montajes de filtro de la presente invención remueven los contaminantes que provienen del aire atmosférico antes que el aire sea utilizado en la operación de la celda de combustible y se aplique en los montajes de celda de combustible que operan, tanto a baja como a alta temperatura.

Compresores y otros- Equipos que Hacen Ruido Como se mencionó con anterioridad, el equipo 101 también incluye normalmente algún tipo de equipo que mueve a aire o mecanismos de manejo de aire que emanan ruido (ondas de sonido) , tal como un compresor, un ventilador, un soplador, o una bomba. Este equipo proporciona la fuente de aire (oxidante) a la fuente de combustible 102.

Desafortunadamente, las partes en movimiento, tales como rotores, impulsores, lóbulos, alabes, pistones y otras partes distintas del equipo que mueve aire producen ruido u ondas de sonido. En muchos ejemplos, la frecuencia de las ondas de sonido produce intervalos de 3 hasta 30,000 Hertzios, algunas veces tan alto como 50,000 Hertzios, en niveles de 85 a 135 dB en un medidor. Puesto que no todo el ruido que emana del equipo que mueve aire puede ser objetado, los distintos montajes de la presente descripción se dirigen a reducir las porciones más objetables de los perfiles de ruido asociados con porciones que generan un ruido particular del sistema. Un tipo común de compresor 104 utilizado en conjunto con la celda de combustible 102 es un compresor de doble husillo o tornillo "Lysholm" , disponible a partir de la compañía Opcon Automotor AB de Suiza. Comúnmente, este tipo de compresor tiene una salida de ruido en el rango aproximadamente de 160 a 1100 Hertzios y en un nivel tan alto como 135 dB en un medidor. Otro compresor común es un compresor "soplador de engranaje cónico". Otros compresores comúnmente utilizados incluyen los compresores de pistón, los compresores de diafragma, los compresores centrífugos y los compresores axiales. Cada compresor tiene un ruido o distribución de frecuencia asociada con su operación. Esta distribución está n función del tipo del compresor y de las variantes tales como las velocidades de flujo de entrada y de salida. Para muchos compresores, la distribución de frecuencia incluye más de un pico de frecuencia. Los compresores están disponibles, por ejemplo, a partir de Paxton Products de Camarillo, California; Pneumatic, Inc de Kenosha, isconsin; Standard Pneumatic Products, Inc., de Newtown, Connecticut ; Vairex Corporation de Boulder Colorado; y Honeywell Engines & Systems de Torrance, California. De manera general, estos compresores tienen un gran flujo de masa de aire, normalmente alrededor de 10 a 400 gramos/segundo . Otro equipo que mueve aire que puede utilizarse con la celda de combustible 102 incluye, por ejemplo, los turbo-cargadores de impulsión eléctrica, los expansores de compresor y similares. En un intento por optimizar la operación de la celda de combustible 102, el aire que entra en la celda de combustible 102 puede ser humidificado, a menudo cerca de su punto de saturación. El alto nivel de humedad es deseado con el objeto de minimizar cualquier posibilidad que la membrana electrolítica de la celda de combustible 102 seque y sea incapaz de transportar los iones cargados . Esta humidificación puede suceder corriente arriba del compresor 104, corriente abajo del montaje de filtro 10. En forma alterna, y preferiblemente posible, est-a humidificación puede suceder corriente abajo del compresor 104. El aire más seco puede ser m s adecuado para que pase a través del compresor 104.

Aparato de Descarga del Compresor Aun cuando un elemento de filtro, tal como el elemento de filtro 15a se encuentre presente corriente arriba del compresor 104 para remover los contaminantes, tales como materiales particulados y químicos de la corriente de aire de entrada, la materia contaminante podría introducirse en la corriente de aire por el sistema en sí mismo, por ejemplo, mediante el compresor 104. Además de la generación de ruido, los rotores, impulsores, lóbulos, alabes o pistones de rotación rápida del compresor 104 pueden descargar materiales particulados diminutos, ya sea a partir de los que están siendo descargados de una hendidura o ranura u otra esquina escondida, o a partir de las superficies de las partes en movimiento. Un tipo de contaminante son las partículas de molibdeno, las cuales son provocadas por el revestimiento en las partes internas del compresor que se debilitan o que están siendo dañadas durante la operación. La unidad de compresión 104 también puede ser una fuente de contaminantes fluidos, tales como aceites o grasas que pueden fugarse a través del compresor o sus sellos y pueden entrar en la corriente de suministro de aire. Estos contaminantes, si se permitiera que entraran a la pila de celda de combustible, pueden probar ser muy dañinos o perjudiciales para la operación efectiva o eficiente de la celda de combustible 102. Un aparato de descarga del compresor o aparato de escape 103 se ilustra en líneas punteadas en la Figura 1. En algunos procesos, puede ser deseable o benéfico incluir un aparato de descarga, tal como el aparato 103 corriente abajo del compresor 104 u otro equipo que mueve a aire para la remoción de los contaminantes generados por el compresor u otros contaminantes que provienen de la corriente de suministro de aire y/o para la supresión adicional de ruido que proviene del sistema. El aparato 103 puede tener, por ejemplo, un filtro de material particulado, un filtro químico, un supresor de sonido, o cualquier combinación de los mismos. La configuración y el arreglo específicos del aparato 103 pueden variar en gran medida con distintas configuraciones del montaje de celdas de combustible y estarán en función, por ejemplo, de la eficiencia deseada del elemento de filtro 15 del montaje de filtro 10 para la remoción, ya sea de material particulado o químicos, y en base a los requerimientos para la supresión de sonido mediante el montaje de filtro 10. Como se indicó con anterioridad, algunos compresores 104 pueden contribuir por sí mismos con contaminantes físicos, químicos, o ambos tipos de contaminantes en la corriente de aire, corriente abajo del montaje de filtro 10, los cuales necesitarán ser procesados 'por el aparato 103. Además, debido a la posición del aparato de descarga 103 en el sistema (es decir, corriente abajo del compresor 104 y en una proximidad más cercana a la celda de combustible 102) , el tipo y naturaleza de los materiales de filtración y componentes que pueden utilizarse de manera efectiva por el aparato 103, pueden diferir en gran medida de aquellos utilizados por el elemento de filtro 15. Aún además, el aparato 103 puede incluir un humidificador que aumente la humedad del aire que pasa a través del mismo. De manera adicional o en forma alterna, el aparato 103 puede incluir una válvula de retención flotante · de drenaje u otro dispositivo para remover el exceso de agua que se ha acumulado. Los ejemplos de las construcciones adecuadas de válvulas son descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6, 009,898 (Risch et al.) y 6, 209,559 (Risch et al.). Una modalidad del aparato de escape 103 se muestra en las Figuras 15 y 16 como el aparato de escape 103a. El aparato de escape 103a incluye un alojamiento 311a, el cual define una entrada 312a y una salida 314a. El aire que provienen del compresor 104 se introdue en el aparato escape 103a por medio de la entrada 312a, y escapa por la salida 314a hacia la celda de combustible 102. El aire que proviene del compresor 104 se encontrará normalmente a temperaturas elevadas, tal como 188 a 204 ° C (370 a 400° F) y a una presión aproximadamente 3 atm. Debido a estas condiciones, se prefiere que el alojamiento 311a sea elaborado de una aleación de acero inoxidable, tal como 316 SS ó 321 SS . La modalidad de las Figuras 15 y 16 incluye un elemento de supresión de sonido 319a. El elemento de supresión 319a comprende un reductor sónico 321a y un resonador 322a; cada uno del reductor sónico 321a y el resonador 322a es colocado dentro de una cámara 331a, 332a, de manera respectiva. Las cámaras 331a, 332a son definidas por el alojamiento 311a y el deflector 335a. El reductor sónico 321a y el resonador 322a pueden diseñarse con el fin de atenuar la frecuencia pico o el rango de frecuencias deseados. El sonido presente corriente abajo del compresor 104 es generalmente el mismo, o al menos es parecido al sonido que encuentra el montaje de filtro 10 corriente arriba del compresor 104, excepto que en el caso corriente abajo, tanto el flujo de aire como el sonido que va a suprimirse se encuentran desplazándose en la misma dirección. La información detallada con respecto a los elementos de supresión de sonido y los resonadores se proporciona más abaj o . Otra modalidad del aparato escape 103 se muestra en las . Figuras 17-20 como el aparato escape 103b. El aparato escape 103b es parecido al aparato escape 103a, porque el aparato de escape 103b incluye ün alojamiento 311b que define una entrada 312b y una salida 314b, con el aire introduciéndose por medio de la entrada 312b y escapando por medio de la salida 314b. La modalidad de las Figuras 17-20 además incluye un elemento de supresión de sonido 319b que comprende un resonador 322b. Parecido al aparato de escape 103a, el aparato de escape 103b tiene dos cámaras de atenuación de sonido 331b, 332b, las cuales son definidas por el alojamiento 311b y por el deflector de separación 335b. El elemento de escape 103b incluye un elemento de filtro 315 para remover la materia particulada, el aceite y las sales ambientales del aire que pasa a través del elemento escape 103b. El elemento de filtro 315 es resistente a temperaturas y presiones altas presentes dentro del elemento de escape 103b. Un ejemplo de un elemento de filtro 315 incluye una extensión de un medio plegado que es montado entre dos tapas de extremo 315a, 315b. De manera preferible, los revestimientos o manguitos perforados interior y exterior, 316a 316b, de manera respectiva, son colocados adyacentes al medio para proporcionar soporte y protección al mismo; estos manguitos o revestimientos son bien conocidos. Los manguitos, en particular el manguito exterior, puede unirse con el alojamiento 311b, de modo el elemento de filtro 315 pueda deslizarse hacia adentro y hacia afuera del manguito exterior cuando el elemento de filtro 315 sea removido y reemplazado en el montaje de escape 130b.

El medio de filtro del elemento de filtro 315 debe tener la capacidad de soportar las condiciones corriente abajo del compresor 104, las condiciones de temperaturas elevadas, tales como 188 a 204 0 C (370 a 400 ° F) y de presión aproximadamente de 3 atm. , y a menudo, de altos niveles de un humidificación o humedad. Los ejemplos de medios que pueden utilizarse para el elemento de filtro 315 incluyen una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE) que es llevada por un portador de aramida (de un material "Nomex" ) , y que se encuentra comercialmente disponible a partir de Tetratec Corporation de Feasterville , PA. Es deseable utilizar membranas expandidas de PTFE puesto que estas no permiten que las sales y los productos derivados de petróleo, tales como los aceites, penetren a través de las mismas. La Patente de los Estados Unidos No. 6, 123,751 (Nelson et al.) enseña los beneficios del PTFE . Otro medio que pueden utilizarse es el medio de fibra de vidrio. El elemento de filtro 315 puede asumir un número de formas físicas, tales como ovalada o con redondez, similar a la forma del alojamiento 311b, o el elemento le filtro 315 puede ser circular. También pueden utilizarse paneles planos de filtro. La tapa de extremo 315a es una "tapa de extremo cerrado" porque se extiende a través y cubre el extremo del medio de filtro, de manera que- no pueda ganarse acceso del flujo de fluido hacia en el interior del elemento de filtro 315 a través de la tapa de extremo 315a. La tapa de extremo 315a es esencialmente una cubierta sobre este extremo del elemento de filtro 315 que puede removerse, si se desea por ejemplo, removiendo el mecanismo de unión tal como una tuerca hexagonal 317. Una junta tórica u o'ring 364 proporciona un sello hermético al paso del aire entre la tapa de extremo 315a y el exterior del medio de filtro, el cual puede ser el manguito o revestimiento exterior perforado. El elemento de filtro 315 es susceptible de ser removido y reemplazado del alojamiento 311b. La tapa de extremo 315b es una "tapa de extremo abierto" ; es decir, la tapa de extremo abierto 315b incluye un orificio a través de la misma que se prefiere situar en posición central. La tapa de extremo 315b, la cual comúnmente es una característica permanente del elemento de filtro 315, asienta en la superficie de asiento 370, en específico, en el asiento o reborde de sello 373. La junta tórica 374 proporciona un sello hermético al paso de aire entre el reborde 373 y la tapa de extremo 315b.

Combinación Corriente Arriba de Montaje de Filtro-Compresor- Montaje de Filtro de Escape Un ejemplo de una modalidad de esta invención que combina los montajes de filtro -corriente arriba y filtro de de escape corriente abajo en comunicación fluida con un compresor, se ilustra en el sistema que mueve aire 500 de las Figuras 26-28. El sistema que mueve aire 500 es adaptado para uso con un sistema operado de celda de combustible, que podría ser utilizado con una cámara distante de tráfico o un sistema de detección de radar de vehículo, que utiliza una pila de celdas de combustible PEM proporcionando una salida de potencia total generalmente menor de 1 k . Este tipo de aplicaciones de celda de combustible de energía más baja requieren significativamente una menor cantidad de oxidante (por ejemplo, aire) que las aplicaciones de energía más grande previamente descritas, y en consecuencia, estos sistemas pueden utilizar compresores u otros equipos que mueve aire mucho más pequeños; esto a su vez reduce en forma significativa el requerimiento de tamaño total de la porción de filtración del montaje. El sistema que mueve aire 500 tiene un montaje de filtro corriente arriba 501 que proporciona aire filtrado limpio a un compresor 504. El montaje de filtro de escape 503 es localizado corriente abajo del compresor 504 con el objeto de remover cualquier tipo de contaminantes que puedan introducirse en la corriente de aire mediante el compresor 504 o que no pudieran haber sido removidos por el montaje de filtro 501 antes que la corriente de aire sea introducida en una celda de combustible. En es a modalidad, el compresor 504 es un compresor de alabes de pequeño volumen, que proporciona una relación de flujo de aire aproximadamente de 0.1 hasta 0.15 gramos/segundo . El diámetro del compresor 504 es aproximadamente de 5 centímetros . Con referencia a las Figuras 26 y 27, el montaje de filtro 501 tiene un alojamiento generalmente cilindrico 511, el cual posee un primer extremo 511a y un segundo extremo opuesto 511b, el alojamiento define una entrada 512 y una salida 514. El diámetro del alojamiento 511 es parecido al diámetro del compresor 504, aproximadamente de 5 centímetros. El aire sucio se introduce en el montaje de filtro 501 por medio de la entrada 512, y el aire limpio escapa por medio de la salida 514. La entrada 512 ocupa un área que es esencialmente la misma que el área de sección transversal del alojamiento 511. El alojamiento 511 incluye un soporte 523, el cual puede utilizarse para colocar el montaje de filtro 501 como se desee. Extendiéndose a través de la entrada 512 se encuentra una criba o malla de material particulado 516, la cual remueve partículas y contaminantes grandes y protege el medio de filtración descrito más abajo. La malla 516 puede remover hojas, desperdicios, papel y otros contaminantes grandes. Colocado corriente abajo de la malla 516 se encuentra un medio de filtración de material particulado 518. El medio 518 puede ser cualquier medio comúnmente utilizado o un medio adecuado de filtración, tal como papel o celulosa, fibra de vidrio, tela de algodón polimérica, y similares. El medio 518 remueve los contaminantes de material particulado, comúnmente aquellos que son aproximadamente de 0.01 micrómetros y más grandes. El medio 518 puede incluir una capa o tratamiento superficial, tal como una nanofibra polimérica. Una capa superficial preferida para el medio 518 es una mezcla de polímero de copolímero del nylon y aditivo impermeable, la cual es descrita en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No., de Serie 09/871,583 y se encuentra come craímente disponible a partir de Donalson Company Inc., bajo la designación comercial de medio de filtración EON. El medio de filtración 518 se extiende a través del alcance total de la entrada 512 y se prefiere que forme un montaje libre de fugas contra del alojamiento 511, de modo que todo el aire que se introduce por medio de la entrada 512 debe pasar a través del medio 518. Situado corriente abajo del medio 518 se encuentra un elemento de filtración adsorbente 520. El elemento adsorbente 520 puede ser cualquier material adsorbente descrito con anterioridad, aunque en esta modalidad, es una masa de partículas de carbono adheridas juntas. Los materiales de carbono moldeados o extruidos, como se describe con anterioridad, podrían utilizarse en forma alterna como el elemento adsorbente 520. Dé preferencia, el elemento adsorbente 520 se extiende a través de la totalidad del área de sección transversal del alojamiento 511 para formar un montaje libre de fugas, de modo que todo el aire que pasa a través del alojamiento 511 debe pasar a través del elemento adsorbente 520. El elemento adsorbente 520 también puede proporcionar algún grado de atenuación de sonido. Corriente abajo del elemento adsorbente 520 se encuentra colocada una tela de algodón 522 para retener el elemento adsorbente 520. La tela de algodón 522 impide que materiales particulados sueltos de carbono y otros materiales que provienen del elemento 520 escapen y pasen a través del compresor 504. También corriente abajo del elemento adsorbente 520 y corriente abajo de la tela de algodón 522 se encuentra la malla 526, la cual soporta de manera que pueda mantener o sujetar la tela de algodón 522 y el elemento adsorbente 520 y el medio 518 entre ésta y la malla 516. El aire, habiéndose introducido por medio de la entrada 512 y habiendo pasado a través de la malla 516, el medio de filtración 518, el elemento adsorbente 520, la tela de algodón 522 y la malla 526, escapa por medio de la salida 514. La salida 514 está presente en un volumen 519, el cual se diseña con una dimensión y tamaño de modo que acepte una porción del compresor 504 en el mismo, la porción que tiene la entrada del compresor (no se ilustra) . En la modalidad que se ilustra, el alojamiento 511 incluye un resalto u otra característica que actúa como una barrera para el compresor 504. El compresor 504 puede ocupar todo el volumen- 519 o una porción del volumen 519 puede permanecer vacia. Cualquier porción vacía del volumen 519 puede proporcionar alguna cantidad de supresión de sonido de las ondas de sonido que emanan del compresor 504. De preferencia, el alojamiento 511 forma un sello libre de fugas con el compresor 504, de modo que la aire que ha pasado a través del montaje de filtro 501 y la salida 504 pasa entonces directamente hacia y a través del compresor 504, y el aire que no ha pasado a través del montaje de filtro 501 no contamina el interior del compresor 504. Puede utilizarse un sello de caucho o cualquier tipo de sello blando que pueda comprimirse. De manera alterna o en forma adicional, puede utilizarse un sello de montaje a presión. A partir de la entrada del compresor 504, el aire pasa a través del compresor 504 y escapa a través de la salida 504b. Como se mencionó con anterioridad, la relación de flujo de aire a través del compresor 504 es aproximadamente de 0.1 hasta 0.15 gramos/segundo . El montaje de filtro 501 que tiene un diámetro aproximadamente de 5 centímetros, tiene una dimensión adecuada para esta relación de flujo. La salida 504b es conectada en comunicación fluida directa con la entrada del montaje de filtro de escape 503, que se ilustra en mayor detalle en la Figura 28. El montaje de filtro de escape 503 remueve contaminantes, tales como partículas de metal o vapor de lubricante, que pudieran haber sido generados por el compresor 504 o que pudieran haber pasado a través del montaje de filtro 501 corriente arriba del compresor 504 sin que hubieran sido removidos. El montaje de filtro de escape 503 tiene un alojamiento generalmente cilindrico 531 que define una entrada 532 y una salida 534. La entrada 532 y la salida 534, que son desplazadas a partir del centro del alojamiento 531, cada una las cuales posee un diámetro significativamente más pequeño que el diámetro del alojamiento 531. El aire que proviene del compresor 504 se introduce en el montaje de filtro de escape 503 por medio de la entrada 532, y el aire limpio escapa por medio de la salida 534. El alojamiento 531 incluye un soporte 533, el cual puede utilizarse para colocar el montaje de filtro de escape 503 como se desee. Corriente abajo de la entrada 532, y de preferencia, extendiendo el diámetro del alojamiento 531, se encuentra una criba o malla 536, la cual retiene el material de remoción particulado 540 en su volumen prescrito. De manera general, la pantalla 536 no remueve ningún material particulado de la corriente de aire, puesto que, por lo general, las aberturas son adecuadamente grandes de modo que permiten el flujo sin obstrucción a través de las mismas. Los contaminantes particulados, y opcionalmente los contaminantes líquidos son atrapados por el material de remoción 540. El material de remoción 540 puede ser cualquier medio de filtración adecuado u otro material conveniente para remover los contaminantes deseados. El material de remoción 540 se extiende a través de la totalidad del alcance del alojamiento 531 y se prefiere que forme un montaje libre de fugas contra el alojamiento 531, de modo que todo el aire que se introduce por medio de la entrada 532 debe pasar a través del material 540. En la modalidad que se muestra en la Figura 28, el material de remoción 540 comprende un primer material de impregnación profunda 542 y un segundo material de impregnación profunda 544. Un ejemplo de materiales adecuados de impregnación profunda es la fibra de vidrio en la forma de esteras o fibras densas . El material 542 y el material 544 pueden diferir entre sí por la densidad de la estera, el tamaño de las fibras, cualquiera de los aditivos o el revestimiento en las fibras o por otras propiedades. Situado corriente abajo del material de remoción 540 se encuentra el medio de filtración de material particulado 548. El medio 548 puede ser cualquier medio de filtración comúnmente utilizado o un medio adecuado de filtración, tal como papel, fibra de vidrio, tela de algodón polimérico y similares. El medio 548 impide que fibras sueltas u otro material que proviene del material de remoción 540 escape y pasa través de la celda de combustible colocada corriente abajo del montaje 500. Un medio preferido 548 comprende una mezcla de polímero de un copolímero de nylon y un aditivo impermeable, la cual es descrita en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No., de Serie 09/871,583 y se encuentra comercialmente disponible a partir de Donalson Company Inc., bajo la designación comercial de medio de filtración EON. También corriente abajo del medio 548 se encuentra la malla 546, la cual proporciona soporte para el medio 548. El aire, habiendo pasado a través del montaje de filtro de escape 503, después de pasar a través del material de remoción 540 y el medio 548, escapa a través de la salida 534 y finalmente, continúa en dirección de la celda de combustible corriente abajo. Sin embargo, se entiende que aunque numerosas características y ventajas de la presente descripción han sido señaladas en la descripción precedente, junto con los detalles de la estructura y función de la descripción, esta descripción solo es ilustrativa, y no se pretende que sea limitante para el alcance de la invención en modo alguno, a diferencia de las reivindicaciones adjuntas. La invención no se limita a las modalidades descritas, o al uso con cualquier tipo particular de celda de combustible, o al uso de componentes, configuraciones o materiales específicos que son descritos en éste documento. Todas las modificaciones y variaciones alternativas de lá presente invención que caen dentro del alcance amplio de las reivindicaciones adjuntas se encuentran cubiertas . Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere .

Claims

103 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones ·. 1. Un sistema para producir energía, caracterizado porgue comprende : (a) un montaje de celda de combustible que tiene un puerto de admisión de oxidante y un puerto de admisión de combustible, y se configura para producir energía eléctrica a partir de un oxidante y un combustible que entran en el puerto de oxidante y en el puerto de admisión de combustible, de manera respectiva ,- (b) un montaje de filtro es colocado en una corriente de admisión de oxidante sucio de la celda de combustible, el montaje de filtro está constituido por: (i) un alo amiento que tiene una entrada y una salida, la entrada es configurada para recibir el oxidante sucio en el montaje de filtro, y la salida es configurada para suministrar oxidante limpio a partir del montaje de filtro; se encuentran colocados dentro del alojamiento al menos dos de : (A) una porción de filtro de material particulado construida y colocada para remover contaminantes particulados del oxidante sucio; 104 (B) una porción de filtro químico construida y colocada para remover contaminantes químicos del oxidante sucio; (C) un elemento de supresión de sonido construido y colocado para proporcionar atenuación de sonido de banda ancha al menos de 6 dB en un medidor para el sonido que pasa a través del alojamiento. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje de filtro comprende cada una de la porción de filtro de material particulado, la porción de filtro químico y el elemento de supresión de sonido . 3. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque la porción de filtro químico comprende un material adsorbente. 4. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el material adsorbente es seleccionado a partir del grupo que consiste de carbono activado, carbono impregnado, fibras de carbono activado, resina de intercambio de iones, fibras de intercambio de iones, alumina, alumina activada, cribas moleculares y sílice . 5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material adsorbente tiene una superficie básica y es construirlo y colocado para remover un 105 contaminante acídico, el contaminante acídico es al menos uno de óxidos de sulfuro, óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, y ácidos orgánicos volátiles y ácidos orgánicos no volátiles. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material adsorbente tiene una superficie acidica y es construido y colocado para remover un contaminante básico, el contaminante básico es al menos uno de amoniaco, aminas, amidas, hidróxidos de sodio, hidróxidos de litio, hidróxidos de potasio, bases orgánicas volátiles y bases orgánicas no volátiles. 7. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la porción de filtro de material particulado es colocada en posición radial adyacente al elemento de supresión de sonido. 8. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque la porción de filtro de material particulado es configurada para proporcionar un flujo continuo o en línea recta. 9. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el elemento de supresión de sonido comprende un resonador. 10. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque el elemento de 106 supresión de sonido, por lo menos, es parcialmente definido por el alojamiento. 11. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque el elemento de supresión de sonido es construido y colocado para atenuar el sonido que pasa a través del montaje de filtro al menos en 10 dB. 12. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque el elemento de supresión de sonido atenúa el sonido al menos en 6 dB dentro de un rango de frecuencia aproximadamente hasta de 1350 Hertzios . 13. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un compresor de aire. 14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el compresor de aire es un compresor del doble tornillo. 15. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-14, caracterizado además porque comprende un montaje de filtro de descarga de compresor, el cual a su vez está constituido por: (a) un alojamiento que tiene una entrada y una salida, la entrada es configurada para recibir el aire que proviene del compresor; y 107 (b) una porción de filtro dentro del alojamiento y en comunicación fluida con la entrada, la porción de filtro es construida y colocada para remover contaminantes del aire que proviene del compresor. 16. El sistema de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el montaje de filtro de descarga de compresor además comprende un elemento de supresión de sonido dentro del alojamiento, el elemento de supresión de sonido es construido y colocado para proporcionar una atenuación de sonido de banda ancha al menos de 6 dB en un medidor. 17. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15-16, caracterizado porque la porción de filtro del montaje de filtro de descarga de compresor comprende politetrafluoroetileno .