Schotse ketel ontwerpen voor Stuart D10 en voedingswaterpomp

[Zeiler]

Gisteren is het handboek gelukkig op de mat gevallen en ben ik begonnen met het doornemen. Er staat veel nuttige informatie in! Voor mijzelf soms ook leuk te zien dat sommige berekeningen en aannames die ik gedaan heb worden bevestigd. Uiteraard moeten enkele zaken aangepast worden. Een van de grootste wijzigingen is de diameter van de ketel, die is van 100 naar 130 gegaan. Dit maakt dat ik de vlampijpen beter kwijt kan maar vooral dat ik het waterpeil minder kritisch heb gemaakt. Dit n.a.v. de feedback van Harm. Na wat puzzelen ziet een ketelfront er dan zo uit met 30mm vuurhaard, 10mm vlampijpen en nog wat bussen voor de waterpeil- en drukmeters.

Volgende stap is het verder opbouwen van de ketel.

@harm, hoe is de rookkast bij jou aan je Schotse ketel bevestigd? Is die 'los aan de tank' gemaakt?

 

[Baggeraar]

30mm vuurhaard, 10mm vlampijpen

Een ketel verzinnen staat iedereen vrij, maar waarom zo'n kleine vuurgang en zo weinig van die dikke vlampijpen?
Heb je ervaring met branders, of heb je die maten van andere tekeningen?

Mijn rookkast zit gebout aan hoeklijn die aan de ketel zit.(volgens mij zit die vast met knevels op in de plaat gesoldeerde bronzen draadeinden)
Verder zie ik een grote "fout" en dat is "gewoon een gat in de plaat" ipv een omgezette rand voor de vuurgang.(net zo als buitenom)

 

[Zeiler]

In van Dort en Oegema staat benoemd dat, om een goede trek te houden, de oppervlakteverhouding vuurhaard:vlampijpen 1:1,5 moet zijn. Daar kom ik nu ongeveer op (de vlampijpen zijn 10x1). Ik heb geen ervaring met branders, wel vergelijkingsmateriaal van internet afgehaald (MacSteam en consorten).

Waar zie je vermeld staan dat de vuurgang door de romp ook met een doorstulping moet worden uitgevoerd? Ik begrijp dat dit mechanisch (en ook levensduur technisch) voordelen biedt maar ik vraag me af of dat bij zo'n ketel bij max 3 bar ook nodig is. Indien noodzakelijk geen probleem alleen ik ben het nog nergens tegengekomen. Daarnaast zie je vele (Engelse & Amerikaanse ) bouwers die het ook zonder doorstulping toepassen maar dat mag geen officiële referentie zijn bij een ontwerp dat in NL tot stand komt.

 

[Baggeraar]

In van Dort en Oegema staat

Ook een afbeelding over het maken van het front met de vuurgang.
Verder staat daar wel meer in dat ik met een bak zout neem, waaronder alle berekeningen van machine en ketel.
Reken zelf eens uit of dat meerdere kleine pijpjes slechter is dan minder pijpjes die groter zijn (zoals je nu wil gaan gebruiken)

Verder zie ik in Harris ook vuurgangen met omzetting, terwijl (erg) grote vlampijpen het niet hebben.
Mogelijk dat bij een bepaalde diameter een omhaling voorgeschreven is.
Als je het niet wil doen, ook goed.

Ik ga niet verder zoeken of het wel of niet ergens vermeld staat.
Ik ontwerp geen ketel, ik gaf alleen tips.
Succes.

 

[Baggeraar]

In van Dort en Oegema
alleen ik ben het nog nergens tegengekomen.

Ik kon het niet laten:
blz 280, 281:
Ketelfronten van vuurgangketels zijn wat bewerkelijker, omdat deze eerst moeten worden voorzien van een gewone flens langs de buitenkant voor het aansluiten op de ketelromp en daarna van een tegengesteld gerichte flens voor de vuurgang.

 

[Zeiler]

Super, zo blijkt maar weer; met zijn tweeën zie en weet je meer dan in je eentje en dat maakt het forum zo waardevol. Hartelijk dank voor het wijzen op deze paragraaf, ik ga er mee aan de slag.

Reken zelf eens uit of dat meerdere kleine pijpjes slechter is dan minder pijpjes die groter zijn (zoals je nu wil gaan gebruiken)

Als ik die verhouding van 1:1.5 wil blijven gebruiken dan ben ik bij deze vlampijpdiameter wel aan deze aantallen gebonden. Begrijp ik je goed dat je de tip geeft om minder maar grotere pijpen toe te passen? Dat zou nog een mogelijkheid zijn, kleiner gaat niet veel bieden met de verplichte minimale afstand (dam) tussen de pijpen. Nog maar eens een stap verder puzzelen en rekenen.

 

[Baggeraar]

met zijn tweeën

Ik hoop toch dat je zelf verder gaat.
(meer zeg ik niet, nu is het nog leuk)

 

[Baggeraar]

Lukt het??????

 

[Zeiler]

Ha Harm, de laatste tijd nogal druk geweest en daarom niet enorm aan modelbouwen toegekomen maar ik ben inderdaad weer een stukje verder. Na nog weer eens alles geduldig doorgenomen te hebben bleek dat ik toch nog iets over het hoofd had gezien, namelijk de aanbevolen lengte van de vlampijpen bij een bepaalde binnendiameter. Ook heb opnieuw gekeken hoeveel vlampijpen ik in de benodigde diameter kan krijgen. Ze zijn een stap kleiner geworden ten opzichte van de vorige keer.

Huidige status
Inhoud ketel 1.25 liter excl vlampijpen en vuurgang
Waterinhoud ketel bij maximaal waterpeil 0.9 liter
Keteldiameter is 123mm (binnendiameter)
32 vlampijpen 8x1 (binnendiameter van 6)
Lengte VO 130mm
Diameter vuurhaard 30mm (binnendiameter van 26)
Het verschil in waterpeil van de vlampijpen tot maximaal gevuld is 20mm, dat maakt +-0.3 liter water
Er komt een superheater in de heetgas retour, vlak voordat de rookgassen de schoorsteen in verdwijnen
Ik bouw de ketel met rookkast geïntegreerd vanuit een koperen buis. Dit is een cosmetische keus en het vereenvoudigd de bouw. Hier zal ik bij de bouw van de brander rekening mee proberen te houden.
Desnoods isoleer ik de vuurhaard aan de zijde van de brander om warmteverlies direct door de schoorsteen (dus voordat het door de ketel is gegaan) te voorkomen.

De 'grote gaten' links onder en boven de vlampijpen zijn voor het peilglas. Rechts boven is voor de sifon van de manometer.

Als alles na de bouw getest is op druk ga ik proberen de cilinder van de tank te isoleren met uitlaat isolatie (glasvezel) en daarna met hout te bekleden, het wordt namelijk een zichtdeel in de stoomsloep maar ik wil het ook functioneel hebben. Heel misschien dat ik nog een tussenlaag van dun messing aanbreng als vlakke basis van de 'wooden cladding'. De keerkast wordt droog en zal lucht geïsoleerd worden.

Details zoals de stangen, stoomdom, aansluiting voedingswaterpomp, drainage punt, afvoer afgewerkte stoom e.d. moeten nog uitgewerkt worden. Dat is de volgende stap. Het ging me nu even over de basis en ik denk (hoop!) dat daar nu in principe wat betere keuzes zijn gemaakt.

Ook ga ik nog een 1:1 tekening van de sloep maken om eens een gevoel te krijgen van hoe groot het gaat worden. In CAD ziet het er altijd anders uit dan in werkelijkheid

Wat is trouwens gangbaar voor de diameter schoorsteen? Je wil hier goede trek behouden en ik kan me zo voorstellen dat een oppervlak van de schoorsteen dat gelijk staat aan alle vlampijpen wel fijn is. Maar dat betekend dat ik een pijp van 35mm op een boot van 1.2m moet gaan zetten. Dat ziet er volgens mij een beetje overdreven uit?
Kan de diameter van de schoorsteen kleiner gehouden worden als hier ook de afgewerkte stoom uit de oliescheider/condensor door wordt geblazen?

Ik ben benieuwd naar jullie ideeën en ben benieuwd of het nog steeds leuk kan blijven zo?

 

[John33]

Als je de afgewerkte stoom door de schoorsteen jaagt dan zal je bij het opstoken een ventilator op de schoorsteen moeten zetten om de benodigde trek te krijgen denk ik.
En als je de machine stil zet, dan mis je ook de aanjagende werking van de afgewerkte stoom, dan is het te hopen dat de brander niet uit gaat..... maar dat is allemaal nog giswerk.....
Ik loop tegen hetzelfde aan bij mijn stoomsleper, en ben er nog niet uit.
Maar ik maak geen schot, ik gebruik een vuurgang voorzien van een aantal kruispijpen.

 

[Zeiler]

Als je de afgewerkte stoom door de schoorsteen jaagt dan zal je bij het opstoken een ventilator op de schoorsteen moeten zetten om de benodigde trek te krijgen denk ik.

Wat zijn verstandige afmetingen wanneer ik geen afgewerkte stoom door de schoorsteen jaag? Indien ik deze goed kies heb ik een verbetering in trek wanneer ik de afgewerkte stoom er wel doorheen ga jagen is mijn gedachte. Of zit ik er nu naast?

 

[Baggeraar]

Of zit ik er nu naast?

Ja, voor een gasvlam heb je geen extra "zuig" nodig door een laag kolen.

 

[Baggeraar]

Wat zijn verstandige afmetingen

Ik heb nog nergens berekeningen daar voor gezien, dus ik zou maar andere ketels vergelijken en dan "omschalen".
Mijn baggermolen en sleepboot hebben nu eenmaal afmetingen die horen bij de gekozen modelschaal en heb dus geen last van " het moeten berekenen" van de diameter van de schoorsteen.

 

[verfbrander]

Ruim 20 jaar terug stoomslepers met geheel eigenbouw stoominstallaties ...yarrow ketels en liggende vlampijp ketels, met 3 cilinders expansie/compound, gebouwd.
Jammer genoeg zie je niets van de installatie en het draait als een electromotor.
Vandaar 2x open Theems sloep(gepotdekseld teakhout) 1.20 mtr uit mijn hoofd, met staande ketel vlampijp ketel met binnen de vlampijpen en aan de buitenkant waterpijpen .Dit alles in een rvs bus..bekleedt met teakhouten latjes.
Veel automatisch zoals...waterniveau..keteldruk/vlamregeling..
Werkte op butaan en soms op butaan propaan mix .
Als aandrijving een 2 cylinder expansie...stampt wat mooier.

Schoorsteen gewoon maken op schaal...wat er echt uitziet of gewoon volgens jou..smoel heeft.
Bij gas verbranding jaagt het aandeel gas/lucht behoorlijk door de ketel. Althans ..dat behoort wel.
Af gevoerde stoom..het droge deel ervan.. gebruik je bij de opening van de schoorsteen om een stoompluim te creëren.
Voor afgas jagen heeft het geen zin.
Dan moet je stoom onderaan de schoorsteen gaan injecteren en de injector hoort een vaststaande ...afgestemde afstand te bezitten tov de schoorsteen ingang...die dan ook een specifieke inlaatvorm nodig heeft.
Bij modelstoomlocs op kolen is dit een must..heb je nog meer geforceerde trek nodig anders dooft het vuur subiet.

Je moet flink veel experimenteren met branders die dienen zelf reeds behoorlijk veel lucht mee te nemen in de vuurruimte.
Anders ploft het vuur gewoon uit of de vlam zoekt zelf de buitenlucht op en dat is in dit geval meestal langs de brander naar de buitenkant van de ketel met mogelijk een brand als gevolg.

Oververhitter biedt voor dergelijke afmetingen geen of weinig merkbaar voordeel.
Maar als je het gewoon leuk vindt om het toe te passen...een rvs buis nemen en door de bovenste vlampijp heen en terug laten lopen..liefst geen las erin...bij de vuurkist.
Ook in mijn stoomlocs pas ik de oververhitter niet meer toe...moet eerst de nodige afstand gereden hebben (lees rondjes)...alvorens de werking merkbaar wordt.
Mis het niet als je het niet hebt.

Leuk dat je het zoveel mogelijk zelf bedenkt en beredeneert/berekent.
Veel zaken zal je toch emperisch moeten bepalen...en als je de mogelijkheden hebt..veel lezen en kijken hoe anderen het hebben bedacht en gemaakt.

 

[Zeiler]

Dag verfbrander, hartelijk dank voor je feedback en handvatten. Dat niet alles recht toe recht aan zal gaan dat begrijp ik, er zijn me al velen voorgegaan die het proces dat ze doorgemaakt hebben laten zien. Dat het bij mij niet in één keer raak is ben ik me bewust van.

Dit weekend heb ik de theoretische bouw aan de ketel even verruild voor de bouw aan Eenhoorn, zie mijn handtekening voor het bouwverslag. Later weer een update van de ketel!

 

[Baggeraar]

Heb je de ketel al "klaar"?

 

[Zeiler]

Nee, afgelopen jaar verhuisd en ben nog bezig met de 'laatste' dingen van de verbouwing. We begonnen casco en inmiddels zitten we er al gezellig bij maar als je bijna alles zelf doet blijft er altijd werk

Er is dus sowieso niks aan modelbouw gebeurt in de fysieke zin, de laatste tijd wel een hoop dingen aangepast in CAD en de sloep waar alles in moet komen getekend. Ik zal binnenkort eens wat schreenshots maken om te delen.

 

[Zeiler]

Het is door vakantie en drukte op werk al even geleden dat ik beloofde een update te plaatsen rondom de vorderingen van de stoomsloep. Maar stilaan vordert het gestaag. Hierbij enkele impressies van de sloep met de ketel en machine. Het is nog niet af, de constructie van de sloep mist nog enkele cruciale onderdelen (dekconstructie, woods - ik weet het Nederlandse woord er niet voor) en er zijn nog diverse verbeteringen die ik wil doorvoeren maar het is leuk en nuttig om de ideeën alvast met jullie te delen. Hopelijk hebben jullie nog goede suggesties. Ook ontbreken er nog een hoop functies zoals de gastank, de druk gestuurde vlamregelaar en alle leidingen en appendages.

Enkele vragen die ik nog wil/moet beantwoorden zijn:

• Wat is gebruikelijker, een schaarinrichting die dient voor de voor- en achteruit of toch een verstelbare schroef;
• Formaat van de voedingswaterpomp - wellicht hier de ketel nog iets op aanpassen;
• Is de condensor/olie-water scheider groot genoeg, is staand OK of toch liggend, en;
  
• Wat doe ik met mijn condenswater?

Verbeteringen die ik nog wil overwegen voor de ketel zijn:

• Andere opdeling voor de het achterste ketelfront met de stoomdroger;
• Dikker pijlglas;
• Aanvoer ketelwater op logische plek;
• Afvoer condenswater door schoorsteen op logischer plek;
• Grotere en kortere stoomdroger (deze loopt nu door de ketel)

Ook heb ik nog wel wat vragen rondom het omzetten van een engels inch maten stelsel naar een metrisch stelsel. Hoe bevalt dat wanneer dat toegepast wordt op de Stuart gietstukken?

Het ontwerp van de sloep is momenteel een 'Wide a Wake'. Het is een model dat vaker gebruik wordt als stoomsloep en het bevalt me enorm gezien de stoere uitstraling. Misschien dat ik nog een aanpassing doorvoer en de steven rechter op zet. Ik heb dit deze zomer enkele keren in Engeland gezien tijdens mijn vakantie en dit maakt het scheepje nog stoerder. Of ik het volledig ga detailleren zoals de plannen weet ik nog niet - ik hou meer van een open ontwerp waarbij de compartimentering achterwege wordt gelaten en de besturing door middel van de helmstok verloopt. Een ding is zeker, wanneer ik begin met bouwen zal ik een draadje starten in de bouwverslagen.

Dan resten de afbeeldingen

Zo is de Wide a Wake origineel getekend, ik heb het lijnenplan vanuit Canada laten overkomen.

Ik heb het bijna helemaal volledig gemodelleerd in SolidWorks. Daar zitten inmiddels al enorm veel uren in om het te krijgen zoals het nu is. Het was voor mij met name een goede opgave om inzicht te krijgen in het overnaads bouwen van een romp. Veel details waren me onduidelijk maar door het in 3D te modelleren is me veel duidelijk geworden en weet ik hoe het in praktijk zal moeten worden.

En dan een afbeelding vanuit het oogpunt van de schipper

Dat was het voor nu!

 

[Zeiler]

Goedemorgen!
Na wat puzzelen heb ik de romp toch nog wat weten te veranderen naar een stoerder scheepje.
Ik denk dat ik er nu niets meer aan ga veranderen en verder ga met de hierboven beschreven zaken zodat er eens met de bouw gestart kan worden.

 

[Baggeraar]

Wellicht dat je eens kan bladeren in
Working Boats of Britain
van
Eric McKee.