Le graisseur [réf: 330 de STEAM] à déplacement permet comme son nom l’indique de déplacer l’huile contenue dans son réservoir, par l’eau de condensation qui se forme lors du passage de la vapeur vers le moteur. Cette eau étant plus lourde, descend au fond du réservoir et permet ainsi à l’huile de conserver le niveau constant pour être entraînée à nouveau part la vapeur. Un pointeau permet de contrôler de débit de l’huile ; afin d’éviter une trop grande condensation d’où un grand débit d’huile. Le graisseur contient assez d’huile pour lubrifier des cylindres de 15 à 50 mm de diamètre pendant une heure ou deux heures.

1.3 PLANS D'INVERSION DE MARCHE

1.4 REGLAGE DE LA DISTRIBUTION

1.4.1 Etape n°1

Le piston est en position haute, maneton vers le haut. L'excentrique n°1 est callé à 90° sur la biellette n°1 qui est placée en position haute. La Biellette n°2 étant reliée par une goupille à l'excentrique n°2 celle-ci se calle automatiquement à 120°. Le levier d'inversion a été démonté. La boîte à vapeur est ouverte et maintenue par deux vis. A cette étape le tiroir recouvre les 3 lumières. Le piston au point mort haut (PMH).

1.4.2 Etape n°2

On fait tourner le moteur vers la droite. La lumière supérieure doit se découvrir (A). Quand le piston est au point mort bas (PMB) le tiroir doit recouvrir à nouveau les 3 lumières (B). En continuant à tourner, toujours dans le même sens, la lumière inférieure doit se découvrir (C). En continuant encore à tourner le piston revient à sa position initiale soit au point mort haut (PMH). Si ce n'est pas la lumière supérieure qui se découvre en premier (piston au PMH), inverser les excentriques de 180°.

1.4.3 Etape n°3

Placer maintenant la biellette N° 2 en position haute. Le réglage se fait en désaccouplant la tête de la tige du poussoir (1) de la coulisse (2) et en tournant plus ou moins le poussoir engagé dans le plat fileté placé au centre du tiroir. Il faut aussi desserrer le levier de commande pour avoir du débattement et libérer la chape du poussoir. Tourner le volant dans le sens de la flèche pour que le moteur tourne à droite.

1.4.4 Etape n°4

Retourner le moteur et procéder aux mêmes opérations : le moteur doit tourner dans le même sens, c'est-à-dire à gauche. Cette fois c'est la coulisse de gauche (biellette N° 1) qui sera mise en position haute. Ensuite on referme et on passe aux essais à l’air comprimé puis à la vapeur.

Le réglage du D 10 de Stuart en image (cliquer sur les vignettes pour les agrandir)

Etape 1

Etape 2

Etape 3

Etape 4

2 CHAUDIERE type Harrow

2.1 LE MATERIEL UTILISE

Un corps de chaudière en cuivre d’une longueur de 200 mm, d’un Ø extérieur de 92 mm pour une épaisseur de 2 mm.
Deux flasques en cuivre de 110 mm de diamètre et d’une épaisseur de 2 mm.
Deux tubes de basse alimentation en cuivre de 176 mm de longueur, 42 mm de Ø extérieur et d’une épaisseur de 1 mm, chaque tube alimente : 14 tubes bouilleurs en cuivre d’une longueur développée de 110 mm, d’un Ø extérieur de 8 mm pour une épaisseur de 1 mm.
Deux tubes échangeurs verticaux de 45 mm de longueur, d’un Ø de 12 mm pour une épaisseur de 1 mm.
Quatre bouchons pour les tubes de basse alimentation.
Un tube de séchage d’une longueur de 300 mm pour un Ø de 6 mm et 1 mm d’épaisseur.
Quatre viroles nécessaires pour soupape/remplissage, chapelle niveau d’eau, prise de vapeur et alimentation chaudière, manomètre, régulateur.
Deux parties en cuivre pour supporter le corps de la chaudière de 130 x 120 mm et d’une épaisseur de 5 mm, dont l’une recevra le premier élément de la cheminée.
Quatre entretoises en laiton d’une longueur de 181 mm et de 8 mm de Ø, taraudée M 4 sur une longueur de 20 mm.
Quatre boulons en laiton M 4 de 20 mm pour maintenir solidaire les deux flasques cuivre.
Quatre bandes en laiton de 220 mm de longueur et 0.8 mm de large pour le cerclage des lattes d’isolation.
Quatre boulons en laiton de 30 x 2 mm pour le cerclage ci-dessus.
Deux plaques en laiton développé de 200 x 130 x 0.5 mm pour habillage latéraux.
8 boulons en acier de 6 x 2 mm pour maintien des plaques d’habillage ci-dessus.
Une embase en laiton de 260 x 153 x 1.5 mm pour une meilleure dissipation de la chaleur la chaudière.
Quatre boulons de Ø 5 mm avec écrous borgnes pour fixation de la chaudière sur son bâti.
Un bâti démontable en contreplaqué 10 plis de 10 mm, de 560 x 220 mm, supportant la chaudière et les deux moteurs de propulsion.
Laine de roche pour calorifugeage du corps de la chaudière.
Latte de bois de 190 x 8 x 2.5 mm.

2.2 LA MISE EN FORME DES TUBES

Pour réaliser la mise en forme des 14 tubes bouilleurs (photo n°1), le tube de cuivre à été rempli de sable fin et sec afin d'éviter l'écrasement de celui-ci. Il a été ensuite recuit et disposé sur un gabarit de mise en forme.

2.3 USINAGE DES FLASQUES

Les deux disques sont découpés dans une feuille de cuivre de même épaisseur que le corps de la chaudière soit de 2 mm. De diamètre supérieur à la chaudière d’au moins 20 mm pour une meilleur prise au tour lors de la finition que nous verrons plus tard. Pour mettre en forme ses deux flasques, il est confectionné d’une part d’un cylindre en bois dur sur lequel sera rabattu les bords destinés à être soudé sur le corps de la chaudière et d’autre part une forme concave pour en donner le bombé. Ces deux disques confectionnés sont recuits et les bords sont rabattus progressivement à l’aide d’un marteau (photo n° 2). Une fois ceux-ci rabattus, il ne reste plus qu’à donner le bombée sur la forme concave décrite ci-dessus. Au cours de ce travail de mise en forme, il est important pour une meilleure malléabilité d’effectuer plusieurs recuits avant d’obtenir la forme finale et d’éviter au métal de se fendre. Une fois ce travail accomplie les deux flasques sont passées au tour pour une finition plus soignée. Il ne reste plus qu’à les ajuster parfaitement sur le corps de la chaudière. Les quatre bouchons des tubes de basse alimentation sont réalisés sur le même principe que ceux de la chaudière, à différence près qu’ils ne sont pas bombés et brasés à l’intérieur des tubes. (Voir galerie photos)

2.3.1 Le traçage

Avant la réalisation de tous les perçages, aussi bien sur le corps de la chaudière que des flasques et tubes de base alimentation, faite un tracé précis. Dans le cuivre il y a un phénomène d’engagement du foret, donc pour éviter cela, pointé et faite des avant-trous au forêt à centrer et percé en augmentant progressivement les diamètres des trous.

2.3.2 Le brasage

En possession de tous les éléments de la chaudière confectionnés en cuivre pour un meilleur échange entre la flamme et l’eau, il reste à les souder à la brasure d’argent. Pour cette opération délicate, un chalumeau gaz/oxygène est employé, les cartouches et lampe butane du commerce sont insuffisantes pour mener à bien cette opération. Bien sûr, il est recommandé pour un débutant de faire quelques essais avant les brasures définitives sur la chaudière. Le secret d’une bonne brasure consiste en grande partie par un nettoyage parfait des parties à assembler, disparition des traces de graisse même infime à l’aide de toile émeri fine et produit adéquat comme l’acétone ou autres en prenant toujours le décapant approprié à la brasure utilisée.

Il est impératif avant de chauffer, de passer le décapant sur les parties à assembler sinon vous n’obtiendrez pas une bonne brasure, votre chaudière risquerait d’être à refaire et ce n’est pas le but. Une bonne brasure doit être franche, claire et liquide. Etant prothésiste en orthodontie je sais de quoi je parle, les sections de fils à braser employés restent dans l’infiniment petit pour la plupart d’entre nous, entre 0.2 mm et 1mm. La chaudière sera brasée en plusieurs étapes.

Dans un premier temps, tous les tubes bouilleurs seront brasés du corps de la chaudière aux tubes de basse alimentation suivi des deux tubes échangeurs verticaux. Ensuite les bouts de ceux-ci seront mis en place et brasés. Pour finir, les deux flasques du corps de la chaudière suivi des viroles qui devront recevoir le clapet d’alimentation, la soupape de sécurité, la chapelle et autre sortie tel que le tube de niveau.

Une fois toutes les brasures effectuées et l’ensemble refroidie, la chaudière est immergée dans un bain de vinaigre d’alcool blanc durant plusieurs heures. Cette opération a pour effet de supprimer et dissoudre le décapant se trouvant à l’intérieur du corps de la chaudière et des tubes de chauffe. Bien sûr, il est recommandé de rincer abondamment l’ensemble à l’eau claire.

2.3.3 Epreuves

Pour tester les soudures, l’épreuve n’est pas faite la chaudière sous pression de vapeur, ce qui serait trop dangereux, fuite ou voir explosion, mais complètement remplie d’eau froide. Il ne doit rester aucune bulle d’air. Toutes les viroles sont munies d’un bouchon à l’exception d’une recevant un gros manomètre (0-20 bars), plus précis et fiable. L’ensemble est disposé sur une plaque chauffante électrique. Dés que la pression dans la chaudière a commencé à monter, et elle augmente très rapidement, celui-ci est retiré de la plaque. En générale une température de 50° est suffisante, et si il y à une fuite la pression descend instantanément. Le test d’étanchéité est passé avec succès, la pression à l’intérieur de la chaudière est montée à 20 bars, et cela pendant une heure. La pression d’utilisation en ordre de marche étant de 2 à 2.5 bars, la sécurité de l’ensemble est assurée. Une deuxième épreuve hydraulique sera effectuée après la mise en place des accessoires de la chaudière. Il restera l’épreuve finale à la vapeur.

2.4 REALISATION DES SUPPORTS DE CHAUDIERE

Photo3 Support du corps de la chaudière - Photo4 Tube de surchauffe.

Les deux supports de chaudière (Photo n° 3) sont réalisés en cuivre de 5mm, reliés entre eux par quatre entretoises de laiton. L’un comporte une ouverture pour l’accès au brûleur et sur l’autre est brasé le premier élément de la cheminée. Ces deux supports comportent les pates de fixation pour le maintien de l’ensemble du bloc chaudière. Les deux entretoises supérieures servent de support au cerclage de feuillard de laiton maintenant les lattes de bois. De part et d’autre de ce support est fixé l’enveloppe en feuille de laiton garnie de laine de roche pour isoler le foyer du compartiment moteurs.

2.4.1 Le tube de surchauffe

Il s’agit plus d’un séchage de la vapeur que d’une surchauffe. Je ne pense pas qu’une surchauffe soit souhaitable avec l’utilisation d’un graisseur à condensation. Ce tube de surchauffe en cuivre d’un diamètre de 6 x 4 mm, reprend la vapeur en sortie de chaudière pour lui refaire un passage dans le corps de chauffe au niveau du brûleur à gaz, sans contact avec la flamme. Une vanne est disposée à la sortie chaudière au bout de ce tube de surchauffe (Photo n°4).

3 LA CHEMINEE

3.1 SORTIE DE LA CHAUDIERE

Photo5 L'échappement - Photo6 Vue d'ensemble.

La sortie chaudière fabriquée dans une feuille de laiton de 1 mm d’épaisseur à une section rectangulaire de 59 x 29 mm en sa partie inférieure, et 59 x 19 en sa partie supérieure. Elle est coudée à 90° pour remonter au plus prés du corps de la chaudière pour une question d’encombrement. Sa hauteur est de 110 mm. Ce premier élément de la cheminée est brasé sur le flasque arrière de la chaudière.
La boite de jonction pour le raccordement de la partie inférieure de section rectangulaire et le tube d'échappement . Le tube de sortie du déshuileur y est soudé. Ces deux partie sont maintenues par une série de 14 boulons inox afin de pouvoir procéder au nettoyage ultérieur du conduit. Un joint téflon assure l'étanchéité de l'ensemble.
Pour finir, le tube d’échappement en cuivre de 42 mm de diamètre, 2 mm d’épaisseur, pour une hauteur de 205 mm. La (Photo n°6) vous donne une vue d'ensemble.

3.2 SORTIE EXTERIEURE

LES ANNEXES

4 LE DESHUILEUR

Réalisé dans un tube laiton de 137 mm de longueur, 50 mm de diamètre et 2 mm d'épaisseur pour une capacité de 227 cm³. Son extrémité droite (tribord) est fermée par une flasque soudée qui reçoit dans son axe l'échappement du moteur D10 tribord ainsi qu'un robinet de purge de 3 mm pour l’évacuation des condensas au démarrage à froid des moteurs (Photo n° 8). L’autre extrémité gauche (bâbord) comporte une trappe de visite boulonnée par une série de 12 boulons inox de 6 x 2 mm et joint téflon. Dans l'axe de cette trappe est soudé l’échappement du moteur D10 bâbord (Photo n° 7). L’entrée et la sortie du circuit de réchauffage de l'eau de la bâche dans le déshuileur y est aussi soudé (Photo n° 9). Il comportent deux bride pour démontage. La longueur du circuit de réchauffage intérieur est de 200 mm pour un diamètre de 3 mm. Ces deux d'échappement moteurs qui rejoignent le déshuileur sont en tube laiton de 90 x 6 x 1. Dans l'axe transversal de ce déshuileur et en partie haute est soudé un tube laiton de 10 x 8 mm pour l’échappement de la vapeur. Une bride est prévue pour le démontage.

Photo7 Coté brides du circuit d'eau - Photo8 Coté purge.

Photo9 Circuit intérieur - Photo11 1ere Bâche à eau.

5 LA CAISSE A HUILE

(Photo n°10)

6 LA BACHE A EAUX

6.1 PREMIERE GENERATION

Cette 1^ere bâche à eau (photo n° 11)d'une capacité de 2 litres était placée coté bâbord de la chaudière pour l’alimentation de celle-ci en eau chaude afin d’éviter la chute de pression inévitable si nous lui injectons de l’eau à température ambiante. Le réchauffement de cette eau est fait en circuit fermé, en tube laiton de Ø 3 mm. Partant en partie basse de la bâche, ce circuit décrit plus haut traverse le déshuileur en une boucle, pour revenir en partie haute de celle-ci. Une pompe d’essuie-glace de voiture sous 3,5 Volts collée directement sur la bâche alimente ce circuit. Une bride est montée à l’entrée et à la sortie du déshuileur pour démontage. Un piquage sur cette bâche est effectué pour alimenter la chaudière (Photo n° 12).

6.2 SECONDE GENERATION

Cette nouvelle bâche à eau plus fonctionnelle et plus adaptée au besoin de la chaudière, garde l'emplacement de l'ancienne, avec le même principe de réchauffement de son eau par un circuit passant par le déshuileur. D'une capacité de 1 litres, elle possède une flasque démontage pour l'entretien. Sur cette flasque est brasé les deux supports de brides du circuit de réchauffage. En partie haute et désaxée vers l'intérieur se trouve le bouchon de remplissage. En partie inférieur, la prise d'eau pour l'alimentation de la chaudière.

7 LE NIVEAU

Utile uniquement au remplissage de la chaudière. Pour éviter le phénomène de capillarité (formation de bulle d’air qui fausse la lecture du niveau) j’ai introduit un axe en acier nickelé de 0.8 mm et jusqu’à ce jour je n’ai pas de bulle d’air. Le diamètre du tube extérieur est de 4 mm (Photo n° 13). Je prévoie un détecteur optoélectronique de niveau maxi et mini pour une plus grande sécurité.

Conclusion : Chaudière d'une capacité de 1,5 litre.

8 COMBUSTIBLE

8.1 Descriptif

Le plus simple consiste à prélever du gaz dans le réservoir, et de l’envoyer au brûleur. Ces réservoirs n’offrent au gaz qu’une faible surface d’évaporation – laquelle de surcroît ne se produit qu’au dessus de 5° de température à cœur, et faiblement et si le débit du brûleur n’est pas très faible, l’évaporation du butane liquide provoque le refroidissement du réservoir, au point que celui-ci se couvre de givre si l’on insiste trop longtemps.

La surface du réservoir devrait se situer aux environs de 8 dm². Cela peut paraître curieux, mais il faut considérer que le butane bouillant à 0°C à la pression atmosphérique, il crée une pression de 2 bars environ à 20°C. C’est en quelque sorte une chaudière dont le chauffage du liquide est assuré par la paroi en contact avec l’air ambiant. Si la surface d’échange du réservoir est trop faible, le chauffage sera moins important et ne compensera pas le débit de gaz demandé, le liquide se refroidira, faisant tomber la pression, produisant ainsi une flamme ridicule au brûleur.

On pourrait donc songer à placer le réservoir dans un endroit bien chaud du bateau, mais cette solution est dangereuse, la pression peut monter accidentellement au-delà des limites de sécurité.

L’idée, est d’avoir deux réservoirs: un de gaz en phase liquide qui pourrait être rempli entièrement et un en phase gazeuse, qui aurait une bonne surface d’évaporation et qui pourrait être placé sans danger près de la chaudière.

8.2 Réservoir de gaz à l'état liquide

Photo1 Etat liquide - Photo2 Etat gazeux.

Le réservoir de gaz n’est autre qu’une bouteille Camping Gaz, dont le bouchon à été modifier (photo n°1). Avec ajout d’une vanne de remplissage et d’une Vanne de vélo pour la purge d’air.

Ce réservoir est disposé dans le compartiment extrême avant en position allongée, étant donné que nous utilisons le gaz de ce réservoir, aussi bien à l’état liquide (début d’utilisation) qu’à l’état gazeux (milieu et fin d'utilisation).

Diamètre extérieur : 111 mm
Epaisseur : 2 mm
Diamètre intérieur : 107 mm
Volume : 1078 cm

Le butane liquide ayant une densité 0.5, nous avons donc : 1078 x 0.5 = 539 gr.

8.3 Réservoir de gaz à l'état gazeux

Confectionné dans du tube laiton de 50 mm de diamètre extérieur, d’une épaisseur de 2 mm et d’une longueur de 215 mm (photo n°2). Le volume d’air est donc de: (23 x 23 x 3.14) x 215 =357 cm³.

Ce réservoir est situé dans le compartiment moteur, coté bâbord au niveau de la chaudière. Comme la chaudière, il a été éprouvé à environ 3 fois la pression maximum d’utilisation soit 16 atmosphères (kg/cm²).

9 LE REGULATEUR DE GAZ

Régulateur Réf: 350 chez STEAM (590.00 F) - Membrane de Téflon de 0.4 mm d’épaisseur réf: chez M.V.M.

Cet appareil est destiné à réguler la pression des chaudières chauffées au gaz butane avec brûleur type « Camping Gaz ou Céramique ». La bague moletée au centre du régulateur permet de déterminer la pression d’utilisation de la chaudière. Cette pression peut varier entre 2 et 7 bars et la précision de réglage peut atteindre 0.2 bars. Lorsque la chaudière a atteint la pression choisie, le brûleur se met en veilleuse, celle-ci est réglable à l’aide d’une vis moletée, mais la flamme ne doit pas être réglée trop faible (1/6^ème de la puissance totale du brûleur) car elle pourrait s’éteindre trop facilement.

10 LE BRULEUR CERAMIQUE

Brûleur céramique à gaz de marque CHEDDAR (référence STAB 10014 ) de 143 x 25.4 mm (photo n°3).

Surface de la céramique : 140 x 21 = 29.4 cm²
Volume du corps du brûleur : 143 x 25 x 25 = 89.37 cm³
Consommation : ?