Moteur Uniflow + vapeur Flash

[homodelphinus0]

Moteur Uniflow + vapeur Flash : Ouverture de la discussion.

Merci pour l’accueil, c’est sympa…

Objectif :

Créer une unité de production d’électricité de 750 VA/ 230V ; 50Hz à partir de pellets de bois.

Le moteur, de type « Uniflow » a la propriété d’avoir une distribution par soupape et un échappement au point mort bas.

Le prototype du moteur est bien avancé.
Diamètre du piston : 30 mm, course de 19 mm. Pression de service 20 bars ( maximum 30 bars). Admission sur 5mm puis expansion
Ce premier proto doit permettre de valider les options prises sur les matériaux.


La solution retenue consiste à percer une série de trous en couronne dans la chemise en polymère.
L’échappement du flux de vapeur sera canalisé par un chambrage dans le cylindre.
Pour ce qui concerne la chemise, les caractéristiques semblent répondre à plusieurs contraintes :
tenue en température ( 250° C) , autolubrification, isolation thermique de la zone d’expansion.

La prochaine étape consiste à réaliser le générateur de vapeur instantanée.
Je me suis documenté et inspiré de plans édités en 1919 et d’autres plus récents.
Je pense ne pas avoir encore tiré toute la philosophie de cette technique.
J’aurais bien aimé rencontrer Léon Serpollet mais j’arrive un peu tard…

Pour les septiques, je vous invite à regarder
http://www.youtube.com/watch?v=QsH_Gh-n2Mg" onclick="window.open(this.href);return false;.
http://www.youtube.com/watch?v=yb80dOs_EnM" onclick="window.open(this.href);return false; (pour mémoire 50 PSI => 3,5 bars)
Je ne souhaite pas trop vous farcir la tête pour cette fois.

PS :
- Une chaudière Flash d’une contenance de 1/3 de litre n’est pas tout à fait assimilable à une roue de voiture sur-gonflée.
- La pompe à eau devra assurer l’alimentation en eau à la pression de l’enceinte et absorberait à elle seule 150 Watts.

J'ai voulu inserrer une image du plan d'ensemble mais il faut mettre le fichier sur un site, puis créer un lien ... Un peu prise de tête pour ce soir

Amis vaporistes, à plus tard

Thierry

[buk]

oui c'est assez suprenant...la tasse de thé...
est ce que ca ne reprend pas un peu le montage " vortex "...???...

[Michel]

Bien venue à toi !
un lien qui peut servir : uniflow
16 vidéo interressantes

[Malevthi]

Bonjour Thierry,

Bien la base paraît solide.
Je vois que tu as déjà quelques éléments de réponses quand au brûleur à pellet. Tu vois sur la vidéo qu'il y a un ventilateur à la base comme je te l'avais suggéré dans mon premier message (le monsieur à remis au point le gazogène qui faisait tourner les moteurs pendant la guerre) . Le moteur ne semble pas être un obstacle dans ton concept. Maintenant reste a concevoir la chaudière, là il faut loger la plus grande longueur possible de tubes d'eau dans le flux de gaz chaud, c'est ce que faisaient les frères Serpollet.
Il y a 2 possibilités pour l'eau:
-Utiliser de l'eau neuve:
.consomme beaucoup d'eau (ce qui n'est pas forcement un problème si elle est abondante)
.dépôt de calcaire dans les tubes
.énergie pour monter l'eau en température
-Recycler l'eau:
.utiliser de l'eau déminéralisée
.prévoir un condenseur à la sortie du moteur
.éviter de trop refroidir l'eau qu'il faudra réchauffer à nouveau

Pour les tubes, l'eau devra entrer par le côté le moins chaud des gaz et sortir vaporisée par le côté le plus près du brûleur afin d'éviter la caléfaction (formation de micro-billes d'eau difficiles à vaporiser). C'est l'observation de ce phénomène qui a guidé les Serpollet vers les solutions utilisées dans leurs générateurs de vapeur instantanés.
A l'époque leurs chaudières étaient qualifiées d'inexplosibles car n'ayant pas de volume de vapeur capable de s'expanser en déflagration. Je ne rejoint donc pas les remarques sur les danger de telles pressions (si ce n'est un jet de vapeur s'il y a une fuite).

Pour revenir au moteur, personnellement j'aurais plutôt opté pour la turbine, mais chacun son idée...

Dans tous les cas il faudra mettre au point la régulation générale du système:
-Régulation de la vitesse du moteur
-Régulation de la chauffe
-Régulation de l'injection d'eau
-Régulation du refroidissement
-Alimentation en pellet
-Et autre ...


J'espère te voir aboutir dans ton aventure et t'apporterai toutes les connaissances que je peux avoir sur le sujet (même si elles ne sont souvent que théoriques)
Je ferai un petit croquis de la chaudière.

A+ Thierry (aussi)

[homodelphinus0]

Merci pour cette réponse et les encouragements.
Je suis ravi de pouvoir converser avec des gens qui ont des idées et qui pourront m’aider à faire avancer l’expérience.

Pour ce qui est de la chaudière Flash, mon objectif principal consiste à créer de la vapeur à la pression souhaité (20< P< 30 bars)avec le débit suffisant ( sur ce dernier point, je n’ai plu en tête les calculs que j’ai fait sur un tableur).
L’alimentation en eau sera effectuée par une pompe à piston entraînée par un moteur électrique ( 150 Watts).
Il n’est pas impossible qu’au tout début, ce soit une scie sauteuse (à vitesse variable) qui fasse l’affaire.
En terme de régulation de pression on pourrait envisager une tête de piston « escamotable » qui fait qu’au delà de la pression admise, un ressort se comprime…solution purement mécanique.
L’autre solution, qui pour l’instant remporte mon suffrage, consiste à réguler le débit de cette pompe sur la base du courant consommé (car il y a un lien direct entre le courant et le couple fourni par le moteur donc la pression dans la chaudière).
Pour ce qui est de la gestion des boucles de régulation électronique, je devrais pouvoir me débrouiller.
Ce qui me plait dans cette approche, c’est qu’un contact d’arrêt d’urgence câblé sur l’alimentation du moteur de la pompe coupe instantanément l’apport en eau.

Quant à la gestion de la combustion, mes essais en utilisant un ventilateur d’ordinateur me donnent de bons espoirs.

Ce qui est moins à l’ordre du jour, c’est l’alimentation en pellets (pour l’instant, j’alimente à la main). Je me suis amusé à dessiner le développé d’une vis sans fin que j’ai découpé dans du papier pour vérifier si cela concordait… mon petit chat a aimé et n’en a fait qu’une bouchée…

En l’état actuel, je me demande si une combustion inversée (flamme poussée vers le bas) ne faciliterait pas l’alimentation en pellets…


Amis vaporistes, je compte un peu sur vos idées…

[Malevthi]

Me revoilà,

Je suis parti avec un brûleur à pellet se trouvant sous la chaudière (donc flamme montante)comme dans la vidéo.
L'idée consiste à forcer les gaz chauds dans des chambres successives concentriques dans lesquelles un serpentin continu est enroulé et emprisonné.
L'entrée d'eau se fait par l'extrémité du tube la plus à l'extérieur là où les gaz se sont le plus refroidis, le côté vapeur à l'autre bout est au plus près de la chambre de combustion.

J'ai fait un petit dessin c'est plus facile à comprendre:

[homodelphinus0]

Merci pour le dessin
Ce que j’aime bien avec ce montage, c’est qu’on peut changer de brûleur comme on peut le faire avec certaines chaudières pour chauffage central
(passer d’un brûleur au mazout au profit d’un brûleur à gaz)
J’y ai bien pensé à créer ce flux aller puis retour, mais je crains que l’évacuation des gaz brûlés ne se fassent pas très bien. On peut toujours envisager un ventilateur d’extraction.

J’envisagerais plutôt de récupérer la chaleur à la sortie de la chaudière pour réchauffer l’air qui va assurer la combustion. L’objectif étant de monter très haut en température au moment de la combustion des pellets. Ce principe est utilisé dans les hauts fourneaux dans la sidérurgie.
Pour ce qui nous concerne, on parle de « pyrolyse du bois » et il n’y a pratiquement plus de cendres.
[image]http://www.imageshotel.org/images/homod ... incipe.jpg[/image]
Il y a un site actif et très sympa sur différentes conceptions de fours
http://translate.google.fr/translate?hl ... %26hl%3Dfr" onclick="window.open(this.href);return false;

Je m’en suis pas mal inspiré. Quand on a compris que le potentiel de chauffe du bois est contenu dans les gaz qu’il contient ( environ 80%) on a déjà bien avancé.
La communauté internationale travail beaucoup là-dessus.

Un universitaire Indien a conçu un gazéificateur (et là on en revient au gazogène des années 1940) une fois que le bois a fini d’être « distillé », il reste du charbon de bois (Biochar) que l’on peut brûler si on le souhaite mais on peut très bien l’enfouir dans le sol pour l’amender. Un cycle carbone négatif en somme…
L’objectif de cet universitaire vise à éviter les maladies pulmonaires liées à la cuisson alimentaire et luter contre la déforestation.

[edit automatique] Mer 22 Déc 2010 23:39 ce message a été fusionné avec le précédent [/edit]

J'ai oublié de vous montrer la vue éclatée du moteur :
[image]http://www.imageshotel.org/images/homod ... no3019.jpg[/image]

Pour les photos du moteur vous allez bientôt les voir.

Amis vaporistes, Bonsoir

[Malevthi]

On a donc 2 façons de voir les choses:

-On essaie de transférer un maximum de calories des gaz chauds vers l'eau puis la vapeur, en forçant le passage le long des tubes d'eau. Les gaz ressortent très peu chauds. De plus la montée en température est progressive.

-On facilite le passage des gaz, mais il y a moins d'échanges thermiques (c'est apparament ton choix). On réutilise la chaleur qui reste pour augmenter la température de combustion des pellets et améliorer la pyrolyse (à vérifier si si c'est vraiment le cas).

Sur ton dessin de principe, le serpentin est frappé directement par la flamme ce qui va le rendre vulnérable et fragile. Il sera probablement nécessaire d'utiliser de l'acier, voire de l'inox réfractaire pour lui assurer une certaine longévité. L'eau froide entre brutalement en contact avec la très haute température (caléfaction).

Comment vois-tu l'échangeur air neuf-gaz brûlés ? Il faudra 2 ventilateurs (1 au primaire, 1au secondaire).

Quelle est la lubrification prévue, car aux pressions que tu envisages, la température sera très élevée et la vitesse de rotation aussi ?

A +
Thierry

[ULYSSE]

Bonsoir Thierry ! Ci aprés ma modeste contribution à ton projet en vue de la fabrication d'une chaudière "flash steam" : http://modelengines.info/naphtha/Boiler/" onclick="window.open(this.href);return false; Initialement concue pour la chaloupe à vapeur de pétrole "zephyr" à laquelle j'avais consacré un post dans la rubrique "machines exotiques".
By isci at 2010-11-19

[ZAPJACK]

Pour éclairer ma lanterne, je ne connaissait pas le moteur "Uniflow"
Si j'ai bien compris, Lorsqu'une face du piston est en phase de détente, l'autre face serait en phase de compression parasite?
Est ce correct??
@+

[Michel]

Et hop dans les favoris !
je l'avais loupé celui là

Merci Ulysse !

[ludique]

Pour éclairer ma lanterne, je ne connaissait pas le moteur "Uniflow"
Si j'ai bien compris, Lorsqu'une face du piston est en phase de détente, l'autre face serait en phase de compression parasite?
Est ce correct??
@+

Quelques renseignements complémentaires..

Jacob Perkins

[edit automatique] Jeu 23 Déc 2010 21:43 ce message a été fusionné avec le précédent [/edit]

Quelle est la lubrification prévue, car aux pressions que tu envisages, la température sera très élevée et la vitesse de rotation aussi ?

A +
Thierry

Pour une pression de 30 bars, le diagramme de Mollier indique une température minimum de 240°C...Attention à la condensation dans les circuits de distribution...

[homodelphinus0]

Pour répondre à la question sur l’échangeur, je n’ai pas poussé plus loin.
En fait, la petite expérience que j’ai sur la combustion ascendante me laisse penser que ce n’est pas forcément la bonne voie pour produire de la vapeur Flash. (Cela n’engage que moi)
J’ai constaté que la « double combustion » s’éteignait parfois laissant échapper une épaisse fumée. (sur une période de 2 heures).
Pour ré enflammer ces gaz, il faut tout un artifice et si on envisage d’automatiser le système ce n’est pas une mince affaire.
J’attribue ce phénomène au fait que le foyer est un peu trop éloigné de l’embouchure de l’air secondaire et de ce fait la combustion n’est pas continue. Cette dernière dépendant de mes apports successifs en pellets
C’est ce qui me conduit à imaginer une autre solution qui au passage me simplifie les choses pour l’alimentation en pellets et l’évacuation des cendres.


Le temps que je fasse mon petit dessin et je constate beaucoup d'activité, c'est super. J'aime beaucoup le serpentin.

J'en profite pour vous montrer le moteur qui n'est qu'un prototype.
[image]http://www.imageshotel.org/images/homod ... to3019.jpg[/image]

[image]http://www.imageshotel.org/images/homod ... to3019.jpg[/image]

[Malevthi]

Bonjour,
Ton moteur a l'air très robuste, belle fabrication :

Ton idée de combustion descendante paraît séduisante, mais quand tu vas approvisionner en pellets, les braises seront dessous, le souffle ne risque t'il pas d'empêcher l'allumage du dessus ?
Le Père Noël va sûrement nous apporter les solutions dans sa hotte

Passez de bonnes fêtes et joyeux Noël à tous

[homodelphinus0]

Ce message est destiné à ZAPJACK et autres curieux d’Uniflow.
Voici une partie d’un plan d’un petit moteur uniflow.
Je me suis inspiré de la culasse pour dessiner le mien.



Edgar T Wesbury a écrit un ouvrage sur la vapeur falsh.
J’ai eu du mal à trouver un exemplaire à un prix raisonnable.
Je me le suis finalement commandé mais les intempéries de ces derniers jours font que je ne l’aurai pas sous le sapin.
C’est sans regrets car Ulyse m’a branché sur un site d’enfer, le temps que je comprenne tout, il me faudra bien 2 à 3 jours.

En attendant, Bonnes fêtes à tous.