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EVENT POUR PAC EMPECHANT L’IGNITION EN SORTIE DE TUYERE EN CAS DE REJET ACCIDENTEL

IP.com Disclosure Number: IPCOM000235181D
Publication Date: 2014-Feb-26
Document File: 3 page(s) / 214K

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 Event pour PAC empêchant l’ignition en sortie de tuyère en cas de rejet accidentel

 

problème à résoudre

Les systèmes à  pile à combustible alimentés par de l’hydrogène sous pression font en principe appel à des dispositifs d’évacuation de surpressions accidentelles et requièrent aussi l’évacuation d’une partie de gaz non consommé pour le bon fonctionnement du système. Ces purges assurent l’évacuation de l’eau produite par la pile (une partie se retrouve dans le compartiment anodique) et de l’azote ayant pu diffuser à travers la membrane. Cela permet d’assurer une bonne alimentation en hydrogène des sites réactionnels. Un point critique associé aux rejets accidentels concerne le dimensionnement de l’évent associé, souvent coûteux, inesthétique, et peu commode pour le transport.

solutions existantes

A ce jour, les évents, lorsqu’ils sont prévus par les fabricants de systèmes pour des questions de sécurité, sont dimensionnés en fonction de seuils d’effets thermiques et de surpression pour éviter les dommages aux personnes (brûlures, effets sur l’audition…) et aux biens (incendie, tenue mécanique des structures, vitres les cas échéant). La hauteur déterminée par modélisation donne lieu à des évents de hauteur importante, souvent liée à la limitation des seuils d’effets thermiques.

Caractéristiques de l’invention jugées nouvelles et avantages

La hauteur déterminée par modélisation donne lieu à des évents de hauteur importante, souvent liée à la limitation des seuils d’effets thermiques, tandis que les effets de surpression permettraient une hauteur d’évent plus réduite.

Afin de repousser la limitation imposée par l’effet thermique, il est envisagé, en cas de rejet d’hydrogène accidentel, de créer des conditions d’impossibilité d’accroche de flamme en sortie de tuyère.

Cela peut être obtenu en dimensionnant le couple « diamètre de tuyère / pression amont attendue » conformément au graphe ci-après.

Figure 1 : Conditions de pression de diamètre de tuyère pour la stabilité
 ou le décrochage d’une flamme en sortie d’évent.

La vitesse d’éjection accrue par rapport à un évent classique assure une meilleure dilution de l’hydrogène rejeté et l’impossibilité d’une flamme à proximité immédiate de l’évent. Ce sont alors les effets de surpression ou thermiques liée à une ignition retardée à hauteur supérieure qui fixent la hauteur de l’évent.

Cette solution peut contribuer à une meilleure acceptation sociétale des systèmes piles, et une réduction de leur coût. Des calculs complémentaires sont à mener afin de vérifier que la perte de charge sur l’évent au débit acciden...