Vaporisation instantanée

Bobino a écrit:Bonjour à tous et à MALEVTHI en  particulier
J'ai toujours des serpentins dans une boite à chaussure , en attente .Deux points non résolus
--L'alimentation en eau , réservoir pressurisé ou pompe ? je ne veux pas mettre une pompe électrique,
--Réglage du débit vapeur : la réduction peut se faire aisément avec une vanne  , un régulateur de surchauffe  évitant de griller le moteur mais à la reprise de  puissance le serpentin se noyait .
Comment compte tu faire , Je voudrais bien arriver à quelque chose car cette technique peut conduire à un ensemble moteur plus léger que nos chaudières  classiques

Hello,

Moi aussi j'ai un beau serpentin tout neuf qui ne demande qu'a servir! Avec les essais de Thiery la motivation va peut être revenir.
J'avais fait des essais en pressurisant via une bouteille de coca en plastic sous pression: pression 6 bars !
En tout cas encore un beau post,une belle chaudiere, un post comme je les aime.

Scyllias

J'ai un beau réservoir en inox très fin (donc léger) que je gonfle à 16bars. En sortie, un détendeur réduit à ... ce qu'on veut. Je pense régler à 3-4 bars. Il pressurisera une réserve d'eau à cette pression, c'est elle qui alimentera le serpentin à pression constante.
L'inconvénient de ta bouteille de coca c'est qu'il faut d'abord boire cette cochonnerie que la pression va chuter régulièrement au fur et à mesure qu'elle se vide.
(J'ai une machine à soda (Sodastream) avec des bouteilles plastique bien plus résistantes à la pression, on peut les trouver seules en supermarché, si ça peut servir à quelqu'un ...)

Bonsoir Malevthi,
A l'époque où j'étais officier mécanicien sur le Mermoz, vénérable paquebot de la compagnie Paquet, il y avait deux chaudières Clayton (avant les gros travaux de rénovation en 1985). L'une, la "grosse", elle devait faire 1.80 m de haut sur 1.60 m de large, fournissait la vapeur nécessaire à un gros bouilleur "flash" (appareil servant à produire de l'eau douce à partir d'eau de mer par distillation sous vide). L'autre était encore plus petite (1.50 m x 1.20 m environ) et produisait de la vapeur pour la buanderie. La production de vapeur pour le bouilleur était pratiquement constante mais la consommation de la buanderie variait dans des proportions assez considérables. Ces chaudières étaient entièrement automatisées, il fallait juste ouvrir une vanne pour alimenter en eau, une autre pour le gas-oil et appuyer sur le bouton marche pour la mise en route. Sur ces chaudières, la vapeur qui sortait du serpentin arrivait dans une sorte de collecteur cylindrique vertical. A l'intérieur de ce collecteur il y avait un tourniquet centrifuge et des chicanes pour séparer la vapeur de l'eau. La régulation du brûleur se faisait par prise de pression sur ce collecteur. Etant donné la faible inertie thermique de ce genre d'appareil la moindre variation de chauffe était suivi d'effet immédiat.

Bonsoir JPA, merci pour ces informations. D'après ce que je vois sur le site Clayton, la technique semble être toujours la même aujourd'hui. Le principe de régulation automatique que j'imaginais est sans doute approchant de celui de ces chaudières Clayton.
Ce que je pensais faire c'est procéder par paliers successifs de production de vapeur. C'est à dire régler un certain débit d'eau noter la position exacte de la vanne d'arrivée et augmenter la chauffe petit à petit jusqu'à obtenir de la vapeur en sortie, noter la position de la vanne gaz. Augmenter légèrement le débit d'eau et régler le gaz à nouveau. Je pourrai ainsi tracer une courbe de réglage gaz en fonction du débit d'eau. De cette façon en motorisant les deux vannes, je pourrai répondre à la quantité de vapeur souhaitée.
Pour le moment je termine dans la voie de ma chaudière horizontale à étages. Plus tard je me lancerai surement dans une autre verticale style Clayton avec un gros brûleur céramique circulaire à la base , le principe me plait bien.
Le séparateur eau/vapeur me parait difficile à mettre en pratique à notre échelle, mais c'est à tester ...

Bonjour à tous
Si mes souvenirs sont exacts , la base des chaudières CLAYTON était la pompe d'alimentation à réactivité rapide ne dépendant pas d'un niveau d'eau inexistant . La sécurité , à cette époque vers 1970/80 était assurée par la dilatation excessive du périmètre du serpentin ( pour un serpentin d'un mètre de diamètre 100°C correspond à une différence de 4 mm par rapport à un cerclage en Invar ce qui est utilisable avec un système mécanique ) .A notre échelle ce n'est guère possible.
Un autre problème est la présence de sels dans l'eau qui , s'ils sont adhérents , peuvent causer un bouchage
J'attend les résultats des essais des confrères pour m'y remettre

Bonjour à tous,
L'idée de Malevthi d'utiliser l'électronique pour gérer les problèmes de régulation est très intéressante et je vais suivre cela de près. Personnellement je trouve beaucoup d'analogies avec les systèmes de régulation d'installations frigorifiques (paradoxalement). En effet, dans le cas de la production de vapeur instantanée il faut adapter un débit d'eau aux besoins de l'utilisation qui dépend de deux variables : la quantité de chaleur apportée par la chauffe et la consommation (variable) en vapeur du moteur. Si le débit est trop faible toute l'eau sera vaporisée avant la sortie du serpentin, le reste sera surchauffé et plus la surchauffe aura lieu loin de la sortie, plus la température de la vapeur sera élevée, jusqu'à faire fondre les boucles. A l'inverse si le débit d'eau est trop important, la vaporisation sera incomplète, de l'eau va pénétrer dans le moteur et bloquer celui-ci.
L'analogie avec le cycle frigo se fait au niveau de l'évaporateur. L'évaporateur c'est l'élément qui produit le froid dans le frigo, il est constitué d'un serpentin dans lequel circule le fluide frigorigène et qui est garni d'ailettes pour augmenter la surface d'échange de chaleur. Le fluide frigo entre dans l'évaporateur sous forme liquide, absorbe la chaleur qui est présente dans la chambre froide et cette chaleur transforme peu à peu le liquide en vapeur. Si tout le liquide est vaporisé avant de sortir de l'évaporateur la surface d'échange est diminuée et donc la capacité à refroidir est également diminuée, si le liquide n'est pas totalement vaporisé il va provoquer des dégâts en étant aspiré par le compresseur. On constate le bon fonctionnement de l'évaporateur lorsque l'on observe du givre sur toute la surface de celui-ci, mais pas au delà.
Maintenant, et c'est là où je veux en venir, par quel moyen obtient-on ce résultat ?
L'élément principal de la régulation en frigo c'est le détendeur. Il est placé juste à l'entrée de l'évaporateur, c'est lui qui règle exactement le débit de liquide nécessaire à la bonne marche de l'évaporateur. Le détendeur est relié à un bulbe par l'intermédiaire d'un tube capilaire. Ce bulbe est fixé tout contre la tuyauterie à la sortie de l'évaporateur et détecte la température du fluide frigorigéne. Si la température augmente (surchauffe) le détendeur va diminuer le débit de liquide, si la température diminue (température de la vapeur saturée), il va augmenter le débit. Cela marche si l'on a fait un réglage initial du détendeur pour avoir le givrage total de l'évaporateur.
Je pense que l'on peut adapter ce système de régulation en détectant la température de la vapeur à la sortie du serpentin à l'aide d'un capteur électronique qui agirait sur le débit de la pompe de circulation.
Ce n'est évidemment qu'une suggestion qui devrait au moins prévenir du risque de température trop élevée dans les dernières boucles.

Si on part dans la haute technologie l'utilisation de capteurs température et pression avec gestion électronique mérite d'être tentée.
Je suis la progression des essais avec grand intérêt !

Merci pour toutes vos remarques. J'aurai de toutes façons de quoi occuper mes neurones pendant un bon moment avec cette installation.
Je crois que la gestion du flash steam est la chose la plus complexe dans le domaine de la vapeur...
J'ai commencé l'enroulement de spires en 3mm je vais essayer de finir bientôt pour refaire des tests.

Bonsoir
J'ai vu que les frères Serpollet utilisaient des tuyaux aplatis pour faire leur production de vapeur pour leurs voitures.

En effet, mais ils les ont rapidement abandonnés par la suite. De plus les dimensions des tubes de nos chaudières ne justifient pas cette complication qui nécessiterait de fabriquer une machine spéciale pour les réaliser.

Petite vidéo après avoir refait les spires. Je suis allé jusqu'à ouvrir à fond le robinet d'eau, j'ai donc atteint la pression du réseau (3 à 4 bars je suppose). Remarquez vers la fin, par le trou de sortie du tube, on voit l'intérieur rouge vif !:

Hello!
Le moins que l'on puisse dire, c'est que ça tourne!
Ce qui serait encore plus intéressant, c'est que tu mettes un mano à l'entrée et un compte tours, afin d'avoir quelques repères.
Si on pouvait savoir la consommation d'eau dans le temps aussi, ce serait bien.
Et puis quel bruleur?
Bref, on est curieux!
Envisages-tu de faire tourner une machine alternative avec cette chaudière ou seulement la turbine?
En attendant ça chauffe!
Cordialement!

Pour le (ou les) mano(s), ce serait faisable. Par contre je n'ai pas de compte-tours.
J'utilise la turbine parce que c'est facile à installer et ça tolère parfaitement l'eau dans la vapeur.
Le brûleur est une torche 300g/h mais réglée vraiment au ralenti. La consommation est difficile à évaluer car l'arrivée est branchée au tuyau de douche et quand la chaudière est à l'arrêt l'eau ne sort plus au bout du serpentin que j'ai écrasé pour faire une buse.
Je ne sais pas encore comment cette chaudière sera utilisée, ni avec quel moteur. C'est plutôt pour chercher une installation fiable et passer ensuite à l'étude de la régulation du flash.
Je me suis rendu compte de l'énorme inertie du métal, car la turbine a continué de tourner pendant plus de 5mn après l'arrêt du brûleur, elle a même accéléré quand j'ai coupé l'eau et que la pression a du monter encore !
Je vais dérouler mon serpentin en tube de 6 pour faire la chaudière style Clayton.

Nouveau test avec une petite lampe à souder (pas à fond non plus). Le réseau d'eau est donc finalement à 5bars et j'ai raccordé un petit moteur oscillant

Bonsoir
Mais ça fonctionne super bien?

5 bars ? et tu n'as jamais de problèmes ? J'ai toujours entendu dire qu'il ne fallait pas aller au-delà de 3 bars

Dans le coin où j'habite il arrivait souvent qu'on ait plus d'eau quand ceux des quartiers en contre bas arrosaient leurs jardins. Depuis, un réservoir a été construit sur les hauteurs. Les maisons ne sont donc pas équipées de limiteur de pression. Comme je n'ai pas de soucis particulier, je n'avais jamais mesuré cette pression. C'est vrai que sur certains robinets, si on ferme un peu fort, il y a un bon coup de bélier, mais on y fait attention.

Salut Malevthi,
Bravo pour ta chaudière ça à l'air efficace ! Peux-tu nous en dire plus sur ta turbine ? Comment as-tu construit le rotor ?

J'ai du déjà mettre ces photos ailleurs:



Pour la fabrication, j'ai d'abords fait l'arbre en acier au tour. J'ai fixé, sans démonter, un disque en alu que j'ai réusiné en place les faces et le diamètre pour une bonne concentricité. Jusque là c'est facile...
N'ayant pas de fraiseuse à l'époque toutes les dents ont été faites sur le tour avec un montage d'usinage de ma fabrication qui m'a permis avec des passes très fines de tailler avec une fraise de 2mm. Il y a 56dents et ça, ça été très long à faire (je n'ai pas de diviseur non plus). L'espacement des dents était tracé sur une grande feuille A3  qui tournait en même temps que le disque ce qui m'a permis une bonne précision.
La turbine est sur roulements, les bagues en laiton ne sont que les butées.

Cet après midi je pense commencer le bobinage de la chaudière Clayton.

Joli travail, tu as du t'amuser quelques heures pour faire ça ! Chapeau ! Tu n'as pas mégoté sur l'épaisseur des flasques. A y regarder de prés j'ai l'impression que le passage de vapeur entre les ailettes est plus étroit au centre que sur les côtés. Peux-tu confirmer ?

je présume que l'équilibrage est important , comment as tu procédé ?

Le vide a été creusé avec la fraise de 2 sans élargir plus. L'entrée de la fraise se fait avec un angle de 20° par rapport à une des faces sur une petite portion de ligne droite, ensuite arc de cercle, puis à nouveau petite ligne droite pour ressortir encore à 20° de l'autre face.
Je n'ai rien équilibré, c'est seulement la précision des usinages rigoureusement identiques qui a donné un bon résultat.
La turbine à ce stade n'est pas terminée car il lui manque un bandage périphérique par dessus les pales. Son utilisation définitive aura une arrivée de vapeur par le côté à 20° d'incidence (comme l'usinage).
Le dessin des pales n'est pas exact, c'est juste pour voir l'arrivée vapeur.

Les enroulements de la Clayton sont faits, la partie hélicoïdale:facile, par contre ceux en spirale, c'est pas de la tarte, surtout avec un tube qui a été enroulé puis déroulé

Des petits défauts d'écrasement ... et le brûleur céramique en cours de fabrication :

Hell'0
la fabrication du bruleur céramique est intéressante...Merci pour ces 1eres images
@+p!er
J'ai un projet de chaudière verticale avec ce type de bruleur.

Le bandage autour du rotor est une bonne idée, cela permet de canaliser la vapeur entre les aubes au lieu qu'elle s'échappe à la périphérie à cause de la force centrifuge. Tu va gagner en puissance et en efficacité. Il y a aussi une autre solution : inclure ton rotor dans un carter en laissant très peu de jeu entre rotor et carter. Cela parait possible d'aléser un des flasques pour inclure le rotor dedans, par contre il faut garder de la distance avec l'autre flasque pour laisser la vapeur s'échapper. Autre chose qui pourrait améliorer les performances de ta machine : diminuer l'épaisseur du rotor entre la couronne d'ailette et le moyeu de manière à ne garder qu'un voile, la turbine aurait moins d'inertie et les variations de vitesse seraient plus aisées. Encore bravo pour la réalisation du rotor. Il faudrait aussi discuter sur la réalisation de la buse d'admission vapeur mais je pense qu'il serait préférable d'en parler dans la rubrique "turbine"
Bonne soirée