stoom in modelschepen deel 2 alternatieve ketel

[John33]

Voor de stoombouwers onder ons.

Ik zit al een tijdje te denken over een alternatieve ketel met betrekking tot de veiligheid welke hier al een paar keer besproken is.

Dit wordt een lange posting dus neem even de tijd om het te lezen en te begrijpen.

Er is minimaal kennis van metaalbewerking nodig + een draaibankje en wat handgereedschap!!

De stoomketels in de reguliere handel zijn qua vorm traditioneel, dat wil zeggen, cilindrische vorm (lees buis) met daarin vaak een vlambuis (daar zit de brander in), peilglas, veilihhiedsventiel + kraantje/afsluiters etc.
Behoorlijk duur in de aanschaf en de vaartijd is afhankelijk van de waterinhoud, met als gevaar dat de ketel kan droogstoken (=geen water meer) en beschadigd raakt door oververhitting (soldeernaden smelten).

Afgelopen zomer heb ik bij wijze van expiriment een soort geiser gemaakt, maar dan eentje die stoom genereert (turbogeiser).

ik zal het uitleggen:
Ik ga uit van de eenvoudige opstelling, een staande ketel zoals bijvoorbeeld in een stoomsloepje.
Men neme enkele meters roodkoperen leiding van circa 8mm uitwendig/6mm inwendig.
Probeer een ronde mal te vinden kleiner dan de buitendiameter van de uiteindelijke ketel, verfblik, deegroller, of zo iets.
Wikkel nu de koperen leiding om deze mal heen zodat je een soort "veer" krijgt, ook wel spiraal genoemd.
Probeer zo veel mogelijk windingen te maken als passend in de buitenmaten van de ketel.
Maat nu van gewoon staalplaat, of RVS plaat 1mm dik de buitenwand van de ketel, ik heb zelf een kleine platenwals, dus dit was geen probleem, met een afdekstrip heb ik met klnknagels de naad afgedicht, ziet er nog een beetje echt ook.
Nu komt het aan op wat draaiwerk op de draaibank en wat vijl + boorwerk.
Maak een vierkant blokje van brons en boor daar in een gat van 8mm, daar komt het uiteinde van de onderkant van de spiraal in te zitten, boor nog een gat, haaks op het andere gat en tap daar schroefdraad m6 fijne draad in (m6x0.75).
Soldeer dit blokje aan de onderkant van de spiraal zodanig dat het gat met m6 draad naar buiten wijst.
Als je nu de spiraal in je gewalste buitenwand laat zakken teken je ergens 1 a 2 cm vanaf de onderzijde van de buitenketel het gat af waar het m6 gat zit, boor dit gat 6,5mm in de buitenwand en voila je kunt een terugslagklep door de ketelwand heen in het blokje schroeven, en hiermee zit de spiraal al meteen vast in de buitenwand.
bovenaan de sptraal doe je eigenlijk hetzelfde, ook een blokje brons, etc gat aan bovenkant ketelwand boren.
In plaats van een terugslagklep moet je hier een verdeelstukje maken.
wederom een stukje brons, vierkant 12x12mm, lang circa 40mm, over de lengte een gat van circa 5,5mm boren door en door, tap over een lengte van circa 8mm M6x0,75.
in het midden een dwars gat boren 5,5mm, en dit m6x0,75 tappen.
Draai op de draaiban keen stukje rond brons af op 6mm rond en snij hier m6x0,75 op over een lengte van circa 20mm, booer hier een gat in van rond 4mm, door en door, zaag dir geheel af op +/- 15mm.
Schroef dit in het gat welke in het midden van het blokje is getapt en soldeer dit staafje met zilver vast, nu kun je namelijk dit verdeelblokje in het bronzen blokje aan het einde van de ketelspiraal schroeven.
Haaks op datgene wat net gedaan is links en rechts ook 2 gaten van 5,5mm en m6x0,75, hier komen de kraantjes op, 2 stuks in dit geval, door het blokje langer temaken kun je meer kraantjes kwijt maar ik acht dit niet direct nodig.
Aan de 2 uiteindes (welke m6x0,75 getapt zijn, komen: aan een kant de manometer (druk) en aan de andre kant het veiligheidsventiel (zelf te maken), manometer is te koop in de handel, echter de aansluiting + het sifon dienen zelf gemaakt te worden.

ALLES SOLDEREN MET ZILVERSOLDEER SMELTPUNT MINIMAAL 600 GRADEN !!!

zo ik hoop dat het tot nu toe een beetje duidelijk is.
Kortweg: spiraalgewonden koperenbuis met aan de uiteinden bronzen blokjes met schroefdraad.
buitenmantel van staal of RVS em op de juiste plaats 2 gaten voor de aanvoer van water en afvoer van de stoom.

Een deksel met schoorsteen sluit de bovenkant af, naar eigen inzicht moet je iets maken om dit deksel mooi te laten passen, ik heb een ring gedraaid welke past over de buitenrand van de ketel en waar het deksel in valt.

het spreekt voor zich dat met een koperen leiding de verbinding naar de stoommachine wordt gemaakt.
Het 2de kraantje kan worden gebruikt om bijvoorbeeld een stoomfluit aan te koppelen en deze met een servo bedienen.
Het veiligheidsventiel krijgt indien nodig een afvoerleiding naar boven toe, dit ook weer naar eigen inzicht.

Tot zover hebben we dus een koperen veervormigebuis in een stalen buitenmantel.
Om deze "geiser" te laten werken hebben we 2 zaken nodig, water toevoer + een brander.
Voor de water toevoer hebben we een pompje nodig, zelf heb ik gebruik gemaakt van een industriele doseerpomp met een maximale opbrengst van 65cc per minuut.
Een beetje ervaren bouwer maakt met een electromotor vorzien van een wormvertraging een electrische plunjerpomp pompplujnercirca 6mm, slag8mm.
Deze pomp zuigt water op uit een externe tank ergens in de boot, echte stoomschepen hebben ook watertanks aan boord, want buitenwater is vaak te vervuilt en zeewater is al helemaal ongeschikt.
De pomp kan met een vast toerental blijven draaien, regelen is niet nodig.
met een aantal testen moet de juiste afstelling gevonden worden.
Als laatste moet er een brander in de ketel komen, bijvoorbeeld van een campinggas pit, met een beetje knutselen moet dit te doen zijn.

De werking:
De pomp wordt even aangezet totdat op gevoel de spiralen tot de helft gevuld zijn (gevoelskwestie), zet de pomp af en onsteek de brander, het aanwezige water wordt nu snel verdampt, stoomvorming gaat nu snel, je zou als er een fluit is aangesloten daarmee handmatig kunnen testen of er al stoom is, als er alleen water uit komt geeft de pomp te veel water, valt de druk weg als de fluit wordt bedient geeft de pomp te weinig water.
Als de naald van de manometer los komt de pomp weer aanzetten, nu zal de druk snel oplopen en bij maximaal 3 bar moet het veiligheidsventiel openen.
zolang de brander aanstaat en de pomp water blijft inpompen bij een juiste afstelling zal er continue stoom voorradig zijn.
Als nu de regelafsluiter van de stoommachine wordt geopend zal de machine na opwarmen gaan draaien. (de afsluiter naar de stoommachine moet dan wel openstaan natuurlijk).

Op deze manier heb je zonder zwaar soldeerwerk een veilige stoomketel, die bestaat uit uitsluitend koperen buis van een bepaalde lenge welke spiraalgewonden is.
Het veiligheidsventiel zorgt er voor dat de overtollige stoom wordt afgevoerd.
Zolang er voldoende gas en water voorradig zijn kun je blijven varen.
Water bijvullen kan eenvoudig want de tank staat niet onder druk.

Ik hoop dat dit enigzins te snappen is, een beetje metaalbewerker kan dit makkelijk maken.

Ik heb dit zelf getest, mijn ketel is: 133mm breed, 203mm hoog, er zit zo`n 10 meter aan spiraalgewonden roodkoperbuis in, onderaan een terugslagklep gekoppeld aan een pomp.
Zoals bovenstaand aan de bovenkant van de ketel een "turret" dit is het blokje brond waar de kraantjes, drukmeter, veiligheidsventiel op zitten gemonteerd.
Mijn ketel is kolengestookt, de hete kolen liggen tegen de eerste 4 windingen aan, verger heb ik waar mogelijk was de ruimte gevuld met windingen.
De ketel is binnen 20 seconden op stoom, en haalt met gemak 5 bar, door regelmatig kolen op te gooien blijft de ketel stoom produceren, meer dan voldoende tot nu toe.
Deze ketel staat in een model van een stoom vrachtwagen schaal 1:6, en is in staat mij voor te trekken als ik op de oplegger zit !!!!!

Dit principe wordt ook wel "flash steam" genoemd.

Wees voorzichtig met expirimenteren, maar als je goed uitkijkt en weet waar je mee bezig bent is de euforie als het werkt enorm !!!

Helaas heb ik geen foto`s, wellicht later wel maar dat kan ik niet met zekerheid zeggen.

John

[John33]

Gelukkig, toch een foto:

http://www.stormpolderrail.nl/zomers...ag05%20005.jpg

Dit was de eerste demo met de ketel.
Dit is ook het model van de 1:6 stoom vrachtwagen, zonder de opleggen op de foto.
Het dak zit er niet op vanwege de breikbaarheid van alle componenten.

[zinnia]

Nieuwe ideeën zijn altijd verfrissend. Komt er geen water mee met de stoom? In een buisje van 6mm wordt het water toch "vooruit" geduwd? Een stoomdome bovenop kan dit zeker verhelpen.

[John33]

Water mee met de stoom ?

goede vraag,

als je maar genoeg windingen hebt, bijvoorbeeld ook nog een dunnere spiraal welke binnen in de buitenliggende spiraal past er in maakt dan zullen de nog aanwezige waterdruppels ook verdampen, een deel van de spiraal werkt dan als oververhitter.

Wat ik wel vergeten ben te melden is dat bij de ketel van de stoomwagen er bovenin 2 verzamel drums liggen, ik heb in die ketel een bundel windingen binnenin de buitenwindingen liggen waarbij de flow naar beneden is gericht, ofwel, de stoom loopt door deze windingen naar beneden naar het vuur toe, de opwarming en oververhitting zijn dan maximaal.
Vanaf dat punt buigt de leiding rechtstreeks omhoog naar de verzameldrums waar de sttom tot "rust" kan komen.
Aan de drums zitten de aansluitingen voor de veiligheisklep, regulateur en het verdeelblok.
Dit functioneert prima.
Omdat ik eigenwijs was en de koppelbuis tussen de 2 drums met tin/zilver had gesoldeerd had ik bij de eerste test met een gasbrander meteen lekkage, de stoom was zo heet dat de tin/zilververbinding het begaf en het soldeer werd gewoon weg geblazen.
Later maar uit elkaar gehaald en met hardsoldeer (zilver) opnieuw gedaan.

[zinnia]

OK John33 dus minstens één drum (waterverzamelaar) en dan nog oververhitten, dat is zeker genoeg. Inderdaad een relatief eenvoudige konstruktie.

[John33]

Oorspronkelijk geplaatst door zinnia

OK John33 dus minstens één drum (waterverzamelaar) en dan nog oververhitten, dat is zeker genoeg. Inderdaad een relatief eenvoudige konstruktie.

Zinnia:
wat jij nu noemt is een drum waar stoom en water samenkomen en dan nog apart oververhitten.

ik bedoel het zo:

inlaat -->windingen van beneden naar boven,--> extra windingen van boven weer naar benden tot vlak bij vuur (oververhitter)--> oververhitte droge stoom naar de stoom verzameldrum.

Het is de bedoeling dat er geen water in deze drum komt te staan, hooguit een beetje wat mee komt tijdens het verdampen.

de drum is puur als een soort buffervat, en daarvandaan worden dan alle toestellen aangesloten.

Iets meer duidelijk zo?

[zinnia]

OK John, nu heb ik het door.