ES2293613T3 - Aparato para la preparacion de energia termica y electrica. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la preparación de energía térmica y eléctrica, que comprende componentes de reformación para la conversión de gas hidrocarburo en hidrógeno y otros productos de reformación y al menos una célula de combustible (8) para la conversión de aire y del hidrógeno preparado en energía eléctrica, en el que los componentes de reformación comprenden una conexión de aire (9), una conexión de gas (3) y un quemador de gas (4) y en el que el quemador de gas (4) presenta un soplante (5) con una conexión de alimentación (6) para aire y gas, caracterizado porque delante del soplante (5), visto en la dirección de la circulación, está conectado un elemento (7) con una primera cámara (1) y una segunda cámara (2), en el que al menos la conexión de aire (9) está conectada neumáticamente con la primera cámara (1) y la conexión de gas (3) así como la conexión de alimentación (6) para aire y gas del quemador de gas (4) están conectadas neumáticamente con la segunda cámara (2), en el que entrelas dos cámaras (1, 2) está prevista una zona de comunicación (10) permeable a fluido, en el que durante el funcionamiento del aparato, está configurada una caída de la presión, por una parte, desde el medio ambiente del aparato hacia la primera cámara (1) y, por otra parte, desde la primera (1) a la segunda cámara (2), y en el que al menos en la segunda cámara (2) está prevista otra conexión (11) para el retorno de gases de proceso hacia el quemador de gas (4).
Description
Aparato para la preparación de energía térmica y
eléctrica.
La invención se refiere a un aparato para la
preparación de energía térmica y eléctrica según el preámbulo de la
reivindicación 1 de la patente.
Se conoce a partir del documento DE 101 60 463
A1 un aparato (sistema de células de combustible) para la
preparación de energía térmica y eléctrica del tipo mencionado al
principio. Comprende componentes de reformación (especialmente
catalizador de reformación y fases de purificación del gas) para la
conversión de gas hidrocarburo (especialmente gas natural) en
hidrógeno y otros productos de reformación y al menos una célula de
combustible (especialmente una llamada célula de combustible PEM)
para la conversión de aire y del hidrógeno preparado en energía
eléctrica. En este caso, los componentes de reformación comprenden
especialmente una conexión de aire, una conexión de gas y un
quemador de gas, en el que el quemador de gas se utiliza también
para la preparación de calor. Además, el quemador de gas, aunque no
se publica de forma explícita en el documento DE 101 60 463 A1,
presenta un soplante con una conexión para la alimentación de aire
y gas.
Para el aprovechamiento del calor residual, en
el aparato mencionado, los componentes de reformación así como la
célula de combustible están dispuestos en una carcasa común. Además,
el gas residual anódico es alimentado al quemador de gas y es
quemado.
La invención tiene el cometido de desarrollar un
aparato del tipo mencionado al principio en el sentido de que no
sólo el gas residual anódico, sino también otros gases de proceso,
que se explican todavía con mayor exactitud más adelante, se
mantienen con seguridad en el sistema (evitación de fugas) y,
además, se pueden utilizar para el incremento del rendimiento.
Este cometido se soluciona con un aparato del
tipo mencionado al principio a través de las características
indicadas en la parte de caracterización de la reivindicación 1 de
la patente.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, está
previsto que delante del soplante, visto en la dirección de la
circulación, esté conectado un elemento con una primera cámara y una
segunda cámara, estando conectadas neumáticamente al menos la
conexión de aire con la primera cámara y la conexión de gas así como
la conexión de alimentación para aire y gas del quemador de gas con
la segunda cámara, estando prevista entre las dos cámaras una zona
de comunicación permeable a fluido, estando configurada durante el
funcionamiento del aparato una caída de la presión, por una parte,
desde el medio ambiente del aparato hacia la primera cámara y, por
otra parte, desde la primera a la segunda cámara (la presión
ambiental es mayor que la presión en la primera cámara y la presión
en la primera cámara es mayor que la presión en la segunda cámara) y
estando prevista al menos en la segunda cámara otra conexión para
el retorno de gases de proceso hacia el quemador de gas.
Expresado con otras palabras, de acuerdo con la
invención, está prevista una carcasa colectora de gas, conectada
delante del quemador de gas, o similar con dos cámaras, que sirve
para acumular los gases de proceso que se producen durante el
funcionamiento y para distribuirlos a continuación para la
utilización posterior.
Para poder regular con exactitud la mezcla de
gas y aire transportada hacia el quemador de gas, en lo que se
refiere a su composición, de acuerdo con una forma de realización
preferida, en la zona de comunicación permeable a fluido está
previsto un elemento para la generación de una pérdida de presión,
con preferencia un sensor de corriente de masas, desde la primera
hacia la segunda cámara.
Para poder aprovechar también el gas residual
anódico que se produce en el funcionamiento está previsto, de
acuerdo con otra forma de realización preferida, que la conexión de
la segunda cámara esté conectada, en el lado de salida de los
ánodos, con la célula de combustible.
Con preferencia, está previsto un depósito
colector de agua de proceso, que presenta una conexión de
ventilación, que está conectada con la conexión de la segunda
cámara. Esta medida garantiza que los gases de escape, que se
producen posiblemente en el lado del vapor de agua, puedan ser
alimentados hasta el quemador de gas a través de la carcasa acorde
con la invención o bien su segunda cámara y, por lo tanto, no se
puedan escapar al medio ambiente. A tal fin están previstos,
además, en los componentes de reformación y/o en la célula de
combustible, unos separadores de condensado para agua de proceso,
que están conectados con el depósito colector de agua de
proceso.
Para el abastecimiento de la célula de
combustible con aire rico en oxígeno, de acuerdo con otra forma de
realización preferida, en la primera cámara está prevista una
conexión de salida de aire, que está conectada en el lado de los
cátodos con la célula de combustible.
Para utilizar de una manera óptima los gases de
los componentes de reformación, que se producen durante el arranque
y la parada de la instalación, entre los componentes de reformación
y la célula de combustible está previsto un conducto de
comunicación, que presenta una válvula de conmutación y un conducto
de derivación que se conecta en ella, estando conectado este
conducto de derivación con una conexión de retorno con la primera
cámara.
Por último, está previsto de una manera
ventajosa que la conexión de retoro mencionada desemboque, en la
proximidad de la zona de comunicación permeable a fluido, en la
primera cámara.
El aparato de acuerdo con la invención,
incluyendo sus desarrollos ventajosos de acuerdo con las
reivindicaciones dependientes de la patente, se explica en detalle
a continuación con la ayuda de la representación gráfica de un
ejemplo de realización preferido.
En este caso:
La figura 1 muestra de forma esquemática un
diagrama general del aparato de acuerdo con la invención; y
La figura 2 muestra como representación en
sección el elemento con las dos cámaras para la acumulación de
gases de proceso producidos.
En la figura 1 se representa un circuito básico
de un sistema de células de combustible (BZ). Este sistema tiene el
cometido de producir, a partir de aire, agua y gas natural, por una
parte, calor de calefacción, por otra parte, un exceso de energía
eléctrica. El calor de calefacción sirve, por una parte, para la
calefacción de una vivienda, la energía eléctrica sirve, por
ejemplo, para el abastecimiento parcial de una vivienda con
corriente eléctrica.
El sistema BZ está constituido esencialmente por
un sistema de generación de gas (GES), en el que se genera, en
determinados catalizadores, a través de reacciones químicas de gas
natural y agua, un gas rico en hidrógeno (llamado reformado), y por
una célula de combustible (pila de células de combustible) 8, en la
que el oxígeno del aire ambiental reacciona con hidrógeno del
reformado para obtener calor y corriente eléctrica.
La mezcla de reacción de (vapor) de agua y gas
natural, que reacciona en el sistema GES para obtener reformado,
presenta un alto porcentaje de vapor de agua. Durante la mezcla de
gas, el sistema es atravesado por la corriente del sistema GES a
través del conducto de comunicación 17, la célula de combustible 8 y
la conexión 11, se condensan porciones sucesivas del vapor de agua
a través de refrigeración y se transfieren a agua líquida. Esta
agua líquida (condensado) es separada por el separador de condensado
(desviador de condensado) 15 desde la corriente de gas y es
conducida al depósito colector de agua de proceso 13 a través de los
conductos representados. Este retorno de condensado es importante
para reducir al mínimo la necesidad de agua fresca del sistema.
El componente de transporte 22 aspira el agua de
proceso desde el depósito 13 y la dosifica al sistema GES 21. En el
depósito 13 se mezclan los condensados de los conductos
representados con agua fresca. La alimentación de agua fresca se
regula en función del nivel de llenado, de manera que el componente
de transporte puede aspirar agua en cualquier momento. Además de
los conductos de admisión representados y de los restantes conductos
colectores de condensado, el depósito 13 presenta todavía el
conducto de aspiración del componente de transporte 22 y el
conducto de ventilación 23. El conducto de ventilación 23 sirve para
compensar la presión en el depósito 13, de manera que, de una forma
independiente del nivel de llenado, predomina siempre una presión
constante en el depósito. Otra función del conducto de ventilación
se explica en detalle a continuación.
La válvula de conmutación 18 para el reformado
sirve para la conexión de la corriente de gas en función del
estado, de manera que, por ejemplo durante la calefacción o la caída
del sistema, se puede eludir la pila. Durante determinados estados
de funcionamiento, la composición del gas no puede satisfacer, en
determinadas circunstancias, los requerimientos de la pila, de
manera que es conveniente el circuito de derivación mencionado. Los
conductos 17 y 19 contienen, según el estado de funcionamiento,
reformado, vapor de agua y aire (húmedo o seco). Pero la pila
solamente debería ser travesada por la corriente de reformado.
La reacción de reformación es fuertemente
endotérmica, es decir, que con ella se termina la reacción, y el
catalizador del reformador debe calentarse a un nivel de temperatura
de 600 - 800ºC. Esta calefacción tiene lugar con el gas de salida
caliente del quemador en el intercambiador de calor 24. En el
quemador 4 se queman gas natural o mezclas de gas natural y gas
residual anódico (el gas residual anódico es reformado, que está
empobrecido de hidrógeno a través de la reacción en la pila), o bien
durante el proceso de salida se queman mezclas de vapor de agua y
reformado del conducto de derivación 19 (conexión de retorno 20),
con oxígeno del aire, produciendo calor. Después de que el gas de
escape del quemador ha cedido en el intercambiador de calor 24 una
parte de su energía térmica al catalizador del reformador, el gas de
salida del quemador refrigerado ahora abandona el sistema GES.
La alimentación de aire de la pila se realiza
con el componente de transporte 25 (por ejemplo, un soplante
radial). Este aspira aire a través de un conducto 26 desde la caja
de aspiración (elemento 7) en la pila, donde se desarrolla la
reacción de las células de combustible que consume oxígeno. El aire
de salida catódico empobrecido de oxígeno abandona la pila a través
del conducto identificado con el signo de referencia 27.
Tienen una importancia especial para esta
invención, además de la caja de aspiración, los componentes formados
por el depósito colector de agua de proceso 13, la válvula de
conmutación 18, el desviador de condensado 15 y los conductos de
condensado.
Algunos componentes del sistema BZ son
atravesados por la corriente de reformado. Si en estos componentes
existe la posibilidad de que el reformado se pueda escapar fuera de
estos componentes al medio ambiente de los componentes, existiría
una amenaza en virtud de la formación de mezclas inflamables de gas
natural/hidrógeno y aire. Además, dentro del GES existen
concentraciones tóxicas de monóxido de carbono (CO).
Se da la posibilidad de que los componentes
mencionados anteriormente se vuelvan internamente no herméticos con
respecto al reformado, es decir, que los componentes no se cierren
ya herméticamente, debido al hecho de que los componentes
conocidos/probados técnicamente y de coste favorable no son
adecuados, en parte, para las condiciones que predominan en los
sistemas BZ (hermeticidad en el caso de impulsión de hidrógeno,
función en condiciones de condensación). Típicamente, son
componentes utilizados en la industria, que cumplen los
requerimientos, pero éstos son demasiado caros y/o demasiado grandes
para el empleo en un aparato de calefacción BZ.
En particular, esto se refiere a válvulas que se
emplean en la técnica de calefacción, que están autorizadas para el
empleo con gas natural (por ejemplo, DIN EN 161), pero las
hermeticidades necesarias no se cumplen incondicionalmente con
hidrógeno.
Otra problemática se refiere a los desviadores
de condensado, que presenta, condicionados por la construcción,
ciertas tasas de fugas con respecto al medio en forma de gas (ver
más adelante).
Además, la pila de BZ, junto con sus membranas
de PEM finas sensibles, representa un riesgo potencial de fugas,
cuando las membranas son dañadas en condiciones de funcionamiento
desfavorables (temperatura, humedad). En principio, no siempre se
puede garantizar que se puedan evitar tales condiciones de
funcionamiento desfavorables.
La invención aprovecha el hecho de que en el
sistema están contenidos componentes de transporte de aire 5, 25,
que aspiran aire de forma permanente durante el funcionamiento del
sistema, para alimentar con aire determinados componentes del
sistema (quemador, pila). Ambos componentes de transporte aspiran el
aire desde la caja de aspiración. Si está garantizado que todas las
fugas de gas internas posibles circulen exclusivamente a la caja de
aspiración, se asegura que las corrientes de fuga no puedan
abandonar ya la caja de aspiración a través de la conexión 9, sino
que sean aspiradas por los componentes de transporte de agua y
solamente puedan abandonar el sistema de una manera preferida a
través del conducto de escape de gases 28 después de la reacción en
el quemador de gas 5.
Si se aspira una corriente de fuga (que contiene
gases combustibles) desde el soplante del quemador 5 a través de la
caja de aspiración, entonces se quema sin peligro en el quemador de
gas el gas combustible que está contenido allí (temperaturas muy
altas de las llamas, exceso de oxígeno). Si la corriente de fuga no
excede una cantidad determinada, el exceso de oxígeno en el gas del
quemador es suficiente para quemar totalmente los componentes
combustibles, sin que se influya con ello negativamente sobre la
higiene de la combustión.
Una fuga en una de las membranas de la pila
conduce a una salida de aire o bien de oxígeno desde el cátodo
sobre el ánodo, cuando la presión que predomina en el espacio de los
cátodos está por encima de la presión que predomina en el espacio
de los ánodos (esto se puede asegurar con la construcción). En este
caso, una parte del oxígeno del aire reaccionaría de forma
inmediata con hidrógeno para formar agua y no representaría ningún
peligro adicional. Si otra parte del oxígeno del aire abandonase el
ánodo, aspiraría la mezcla de hidrógeno y oxígeno a través de la
construcción de la caja de aspiración desde el soplante del quemador
5 y se quemaría sin peligro en el quemador; por lo tanto no puede
llegar ningún gas combustible al medio ambiente del aparato.
Si se aspira una corriente de fuga desde el
soplante de cátodos 25 a través del conducto 26 en la conexión de
salida de aire 16 de la caja de aspiración, entonces, en el caso del
hidrógeno, existe una alta probabilidad de que el hidrógeno sea
oxidado con el oxígeno del aire en la superficie del catalizador
formando agua (el catalizador del BZ apoya exactamente esta
reacción de una manera muy efectiva). Cuando a través de esta
reacción en la célula de combustible 8, el hidrógeno no reacciona
totalmente, entonces se diluye fuertemente el hidrógeno al menos a
través de la cantidad de aire muy grande en relación (una fuga
solamente puede significar como máximo una corriente volumétrica
relativamente reducida), y se transporta con el aire de salida de
los cátodos 27 habitualmente a un conducto de escape de gases, de
manera que de ello no se deriva ningún peligro.
Otra posibilidad para la fuga de gases existe en
los desviadores de condensado 15. Estos componentes poseen
habitualmente un flotador, que libera un asiento de válvula a medida
que se incrementa la cantidad o bien la altura de condensado en el
desviador de condensado (el flotador se eleva a través de fuerza de
sustentación a medida que se incrementa el nivel del condensado),
con lo que el condensado puede fluir a través de la válvula desde
el desviador. Tan pronto como el nivel del condensado ha descendido
de nuevo en una medida suficiente, el flotador cierra la válvula de
nuevo. Las fuerzas de cierre de la válvula son determinadas la
mayoría de las veces por la fuerza de sustentación/peso del
flotador y por la diferencia de presión entre la instalación (por
ejemplo dentro del GES) y el conducto de condensado. En virtud de la
diferencia de presión sólo muy reducida en los sistemas BZ de baja
presión (algunos mbares), las fuerzas de cierre pueden ser demasiado
bajas, con la consecuencia de ciertas tasas de fugas con respecto
al medio en forma de gas.
Los conductos de condensado de los desviadores
conducen todos al depósito de reserva 13 de agua de proceso, que
está cerrado herméticamente frente al medio ambiente y solamente
está conectado con la caja de aspiración a través del conducto de
ventilación 23. Si se produjese ahora una fuga de gas en los
desviadores de condensado, el gas llega en primer lugar al depósito
13. El gas solamente puede abandonar este depósito a través del
conducto de ventilación 23, puesto que todas las demás conexiones
están bloqueadas a través de columnas de agua contra la entrada de
gas. Puesto que el conducto 23 está conectado de la misma manera en
la caja de aspiración, un gas que circula a través de este conducto
sería aspirado por el soplante del quemador 5 y sería quemado en el
quemador.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La caja de aspiración se representa en la figura
2 en la sección transversal. El objeto de la caja de aspiración es
alimentar gases combustibles y/o tóxicos entrantes con seguridad a
los componentes de transporte de aire del quemador 4 y la pila 8, e
impedir con seguridad una corriente de salida de estos gases al
medio ambiente de la caja de aspiración.
Además, un objeto de la caja de aspiración es
dominar con seguridad cualquier fuga interna posible de componentes
del sistema BZ y de esta manera excluir las amenazas a través de
fugas internas. De acuerdo con la invención, el gasto para ello es
muy reducido.
Este objeto se consigue a través de una división
conveniente del elemento 7 en dos zonas (zona exterior: primera
cámara 1, zona interior: segunda cámara 2). Todos los gases
combustibles (gas residual anódico, gas natural y ventilación del
depósito de reserva de agua de proceso) desembocan en la carcasa
interior (segunda cámara 2). Todas las corrientes de
aire/conexiones de aire (aire de la combustión, aire de aspiración
del soplante de cátodos y entrada del aire caliente) desembocan, en
cambio, en la carcasa exterior (primera cámara 1). Es importante
que todas las corrientes de aire circulen a través de la zona de
comunicación 10, puesto que ésta puede contener, por ejemplo, un
sensor de corriente de masas para el aire de la combustión, con el
que se realiza una regulación determinada del quemador.
Para la función de la caja son decisivas las
pérdidas de presión, que se producen durante la circulación a
través de los racores 20, 9 y 16 o bien durante la circulación a
través del elemento de pérdida de presión 10. A través del diseño
adecuado de las secciones transversales de los racores/orificios
mencionados se puede conseguir que las presiones p_{2} (presión
en la segunda cámara), p_{1} (presión en la primera cámara) y
p_{u} (presión ambiental) sean ajustadas en cada punto de
funcionamiento de la siguiente manera:
p_{2} <
p_{1} <
p_{4}
Cuando se cumple esta condición, se asegura que
no pueda circular ninguna corriente de gas desde la segunda cámara
2 hasta la primera cámara 1 o al medio ambiente de la carcasa 7,
puesto que la dirección de la circulación de los gases tiene lugar
exclusivamente en la dirección de la caída de la presión. Puesto que
todos los conductos, a través de los cuales puede circular gas
combustible/tóxico, desembocan exclusivamente en la segunda cámara
2, estos gases críticos solamente pueden llegar, por lo tanto, a los
componentes de transporte de aire 5 y 25.
Una particularidad se aplica a la conexión de
retorno 20, a través de la cual se alimenta el aire caliente a la
caja de aspiración. Este racor es conducido dentro de la carcasa
exterior de la caja de aspiración como tubo y este tubo termina
coaxialmente dentro del racor de aspiración dentro de la carcasa (de
la segunda cámara 2), pero permaneciendo libre todavía una sección
transversal suficientemente grande del racor de aspiración de la
carcasa interior, para aspirar con el soplante 5 aire de la
combustión tanto desde la conexión de retorno 20 como también desde
el volumen restante de la carcasa exterior de la caja de aspiración.
De esta manera se asegura que el gas, que sale desde el racor 20,
sea aspirado siempre por el soplante 5, con tal que este soplante
esté en funcionamiento.
Existen diferentes publicaciones sobre la
problemática del predominio de fuga de gas en sistemas BZ (por
ejemplo, US 6.787.263 B). Estas tienen la mayoría de las veces la
finalidad de generar dentro de la carcasa de sistemas BZ una
presión negativa frente al medio ambiente de la carcasa, con lo que
debe impedirse una corriente de salida de gases peligrosos al medio
ambiente del sistema. Para generar una presión negativa dentro de la
carcasa, es necesaria entonces en cada caso una obturación muy
buena de toda la carcasa con respecto al medio ambiente. Esta
configuración hermética de la carcasa implica un gasto alto, costes
altos y tendencia a fallo en el mantenimiento posterior del
sistema.
En cambio, en la invención presentada, solamente
es necesario configurare "hermética" la caja de aspiración
relativamente pequeña dentro de la carcasa del aparato. La
hermeticidad de la carcasa del aparato no tiene ninguna importancia
para la función de la invención. Además, la caja de aspiración no
tiene que abrirse para trabajos de mantenimiento, puesto que no
contiene prácticamente componentes intensivos de mantenimiento
(excepción: sensor de corriente de masas de aire. Éste tiene, sin
embargo, una duración de vida útil muy larga, la mayoría de
las
veces > 10000 h).
veces > 10000 h).
Otra ventaja resulta a partir de la integración
sencilla de un sensor de corriente de masas 12 en la vía de aire de
la combustión (orificio entre primera y segunda cámaras de la caja
de aspiración), con lo que se posibilita una regulación eficiente
de la combustión.
Por último, para otra forma de realización
preferida, no representada aparte, está previsto que la segunda
cámara 2 presente una primera y una segunda zona de la cámara, entre
las cuales está dispuesta una pantalla que genera una pérdida de
presión, en la que la primera zona de la cámara presenta un racor de
conexión para aire precalentado y la segunda zona de la cámara
presenta la conexión 11 para el retorno de gases de proceso y para
la conexión de alimentación 6 para aire y gas hacia el quemador de
gas 4. De acuerdo con ello, como complemento a la forma de
realización explicada anteriormente, la segunda cámara 2 está
configurada, por lo tanto, de nuevo dividida, siendo la presión en
la primera zona de la cámara, debido a la pantalla prevista, más
alta que en la segunda zona de la cámara. Esta solución es ventajosa
porque con ella se puede regular según las necesidades también
todavía la temperatura del aire alimentado al quemador de gas 4 a
través de la relación entre aire precalentado/no precalentado.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 1
- Primera cámara
- 2
- Segunda cámara
- 3
- Conexión de gas
- 4
- Quemador de gas
- 5
- Soplante
- 6
- Conexión de alimentación
- 7
- Elemento (carcasa, caja de aspiración, carcasa colectora de gas)
- 8
- Célula de combustible
- 9
- Conexión de aire
- 10
- Zona de comunicación
- 11
- Conexión
- 12
- Sensor de corriente de masas
- 13
- Depósito colector de agua de proceso
- 14
- Conexión de ventilación
- 15
- Separador de condensado
- 16
- Conexión de salida de aire
- 17
- Conducto de comunicación
- 18
- Válvula de conmutación
- 19
- Conducto de derivación
- 20
- Conexión de retorno
- 21
- Sistema de generación de gas
- 22
- Componente de transporte
- 23
- Conducto de ventilación
- 24
- Intercambiador de calor
- 25
- Componente de transporte
- 26
- Conducto de aire
- 27
- Conducto de salida de cátodos
- 28
- Conducto de escape de gases
\vskip1.000000\baselineskip
- p_{1}
- Presión en la primera cámara
- p_{2}
- Presión en la segunda cámara
- p_{u}
- Presión ambiental
Claims (9)
1. Aparato para la preparación de energía
térmica y eléctrica, que comprende componentes de reformación para
la conversión de gas hidrocarburo en hidrógeno y otros productos de
reformación y al menos una célula de combustible (8) para la
conversión de aire y del hidrógeno preparado en energía eléctrica,
en el que los componentes de reformación comprenden una conexión de
aire (9), una conexión de gas (3) y un quemador de gas (4) y en el
que el quemador de gas (4) presenta un soplante (5) con una conexión
de alimentación (6) para aire y gas, caracterizado porque
delante del soplante (5), visto en la dirección de la circulación,
está conectado un elemento (7) con una primera cámara (1) y una
segunda cámara (2), en el que al menos la conexión de aire (9) está
conectada neumáticamente con la primera cámara (1) y la conexión de
gas (3) así como la conexión de alimentación (6) para aire y gas
del quemador de gas (4) están conectadas neumáticamente con la
segunda cámara (2), en el que entre las dos cámaras (1, 2) está
prevista una zona de comunicación (10) permeable a fluido, en el
que durante el funcionamiento del aparato, está configurada una
caída de la presión, por una parte, desde el medio ambiente del
aparato hacia la primera cámara (1) y, por otra parte, desde la
primera (1) a la segunda cámara (2), y en el que al menos en la
segunda cámara (2) está prevista otra conexión (11) para el retorno
de gases de proceso hacia el quemador de gas (4).
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque en la zona de comunicación (10)
permeable a fluido está previsto un elemento para la generación de
una pérdida de presión, con preferencia un sensor de corriente de
masas (12), desde la primera (1) hacia la segunda cámara (2).
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque la conexión (11) de la segunda cámara
(2) está conectada, en el lado de la salida de ánodos, con la
célula de combustible (8).
4. Aparato de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque para la
preparación de vapor de agua está previsto un depósito colector de
agua de proceso (13), que presenta una conexión de ventilación
(14), que está conectada con la conexión (11) de la segunda cámara
(2).
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque en los componentes de reformación y/o
en la célula de combustible (8) están previstos separadores de
condensado (15), que están en comunicación con el depósito colector
de agua de proceso (13), para agua de proceso.
6. Aparato de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la primera
cámara (1) está prevista una conexión de salida de aire (16),
conectada en el lado de los cátodos con la célula de combustible
(8).
7. Aparato de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque entre los
componentes de reformación y la célula de combustible (8) está
previsto un conducto de comunicación (17), que presenta una válvula
de conmutación (18) y un conducto de derivación (19) que se conecta
en ella, estando conectado este conducto de derivación con una
conexión de retorno (20) con la primera cámara (1).
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque la conexión de retorno (20) desemboca,
en la proximidad de la zona de comunicación (10) permeable a fluido,
en la primera cámara (1).
9. Aparato de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la segunda
cámara (2) presenta una primera y una segunda zona de cámara, entre
las cuales está dispuesta una pantalla que genera una pérdida de
presión, en el que la primera zona de la cámara presenta un racor de
conexión para aire precalentado y la segunda zona de la cámara
presenta la conexión (11) para el retorno de gases de proceso y la
conexión de alimentación (6) para aire y gas hacia el quemador de
gas (4).
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-
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