Manuel d`utilisation du groupe propulseur de la chaloupe
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1. fond de course un espace de quelques millim tres Les fonds pr sentent dans la partie centrale une cavit qui laisse le logement l crou de fixation du piston sur sa tige Dans le bas de chaque cylindre et en haut du cylindre haute pression il y a des robinets de purges Page 19 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Le piston et la tige Le piston tout comme les segments qui servent de garniture est en fonte et garni de gorges dans lesquelles sont log s les segments Ces segment sont press es contre la paroi du cylindre par leur lasticit et assurent l tanch it entre leurs deux faces respectives Les pistons ont une course de 80 mm Ils doivent e avoir un frottement doux e tre tanche la vapeur qui ne doit pas pouvoir passer d une face l autre e avoir une rigidit suffisante pour r sister la pression de la vapeur La tige commune des pistons cylindriques est reli e rigidement au piston et articul e au pied de bielle motrice Etant soumise des efforts alternatifs de traction et de compression elle est en acier forg haute limite lastique L emmanchement de la tige dans le piston est cylindrique et fix l aide d un crou et d un contre crou Le presse toupe Le presse toupe est un organe d tanch it qui permettant le passage de la tige du piston tout en interceptant la communication entre l int rieur et l ext r2. Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Le tirage Le tirage de la chemin e est d autant plus fort que e la hauteur de la chemin e est plus grande e les gaz de la combustion sont plus chauds e l air ext rieur est plus froid l allumage comme la chemin e est froide le tirage n est pas optimal Pour la r chauffer il faut commencer par br ler du papier et du carton afin d augmenter la temp rature du conduit Le foyer parties constitutives Le foyer ou chambre de combustion comporte une grille sur laquelle br le le charbon et un cendrier pour recueillir les cendres et par lequel arrive l air n cessaire la combustion L air passe par les lumi res de la grille espace entre les barreaux qui repr sente 40 de la surface de la grille Le foyer de la chaudi re de Suzanne est un foyer log l int rieur de la double paroi circulaire de la chaudi re formant une une lame d eau Le chargement se fait par la porte du gueulard En position ferm e cette porte doit tre loquet e et bien s appliquer sur son cadre Les outils du chauffeur e la pelle dont la manipulation doit tre ais e et pr cise elle sert au chargement e le pique feu sert piquer le feu sur la grille e le croc ou crochet sert casser la cro te de m chefer qui s agglom re sur la grille e le rouable qui sert rassembler ou taler le charbon sur la grille Allumage du feu chauffe au charbon
3. tallique appel e brise irimh flamme dont le but est d emp cher RSR les gaz de combustion de s engouffrer EET directement dans la chemin e et de les obliger l cher les tubes pendentifs La surface de chauffe directe est de 2 52 m2 et la production de vapeur pour ce type de chaudi re est de l ordre de 15 kg de vapeur par m tre carr et par heure soit une production de vapeur horaire de 38 kg Le rendement est assez m diocre et d passe rarement 50 La cons quence directe de ce mauvais rendement est la sortie une PAE A temp rature lev e des gaz La calorifugeage de la chaudi re est un atout O e important pour viter la perte de la chaleur par les parois ext rieures De faible encombrement ce type de chaudi re pr sente l avantage d avoir une mise en pression rapide et un encombrement relativement faible bien adapt l espace offert par la chaloupe Pressions Dur es Temps 0 bar Omn Omn 0 5 bar 35 mn 35 mn 1 bar 10mn 45mn 1 5 bars 5 mn 50 mn 2 bars 5 mn 55 mn 2 5 bars 5 mn 60 mn 3 bars 4 mn 1 h04 3 5 bars 3 mn 1h07 4 bars 2 mn 1h09 4 5 bars 1 mn 1h10 5 bars 1 mn 1h11 5 5 bars 1 mn 1h12 6 bars 1 mn 1h13 6 5 bars 1mn 1h14 Page 5 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Afin d obtenir une production de vapeur maximale et de conserver en bon tat cette chaudi re il est n cessaire de suivr
4. cardan sp cial Les paliers Les paliers de l arbre ou vilebrequin sont en fonte avec coussinets et rev tement en bronze l int rieur IIS sont con us de mani re pouvoir compenser l usure par un dispositif de serrage on dit qu ils sont rattrapage de jeu Lorsque l usure des coussinets est trop importante il faut alors les r guler avec un alliage comportant g n ralement 4 5 de cuivre 70 95 d tain et 5 10 d antimoine Le b ti C est la pi ce de fonte sur laquelle sont mont s les divers organes constitutifs du moteur Le b ti est rigidifi par deux colonnes en acier Il a pour but de relier entre eux les organes et d assurer leur constante position malgr les efforts importants qu ils subissent Mode d action de la vapeur dans les cylindres La vapeur agit par sa pression sur la surface du piston haute pression dont les deux faces sont mises alternativement en communication double effet avec la vapeur vive ou admission c est dire avec la vapeur dont la pression est contr l e par le m canicien Cette mise en communication automatique est obtenue gr ce au syst me de distribution command par une paire de tiroirs plans HP et BP Les tiroirs Ils sont constitu s e dedos partie ext rieure du tiroir oppos e la glace e glace qui est une surface d appui frottante qui est command e par la tige Elle est polie on l appelle aussi table des lumi res e barrettes parties du
5. d alimentation de la chaudi re en perdant du calorique puis traverse ensuite le passe coque qui fait office de Pase Coque Pass Coqu _ condenseur o Condensenr elle se condense en produisant un vide FE ME Er L eau de condensation est reprise par la pompe air qui vacue l air contenu dans l eau et la propulse vers le d shuileur qui par une succession de filtres s pare l huile de cylindre contenue dans la vapeur puis dans l eau de condensation de cette m me eau qui retourne la b che D shuileur Bache 4 eau Page 30 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE La vapeur utilis e doit tre remplac e dans la chaudi re pour assurer la p rennit du travail fournir On sait que la propri t d une chaudi re est de transformer l eau en vapeur sous l action du feu Pour introduire l eau dans le g n rateur deux syst mes sont mis en uvre e la pompe d alimentation e injecteur TON piv La pompe d alimentation est actionn e par la crosse Elle pompe d eau partir de la b che et la fait traverser le r chauffeur o sa temp rature s l ve par change thermique avant d tre introduite dans la chaudi re en passant par la vanne 3 voies d alimentation Alimenta Son volume est de 0 01 litre et son d bit de 2 12 litres 200 t mn 2 65 250 t mn 3 18 300 t mn C est le mode d alimentation
6. de tubulures remettre les trous de poings et trous d hommes Les soupapes niveaux sifflet doivent tre galement d mont s et les tubulures bouch es par des joints ou bouchons Avant la mise en pression l aide d une pompe manuelle il convient d vacuer l air du r cipient l aide d un robinet de fuite II est bon de faire un essai avant l preuve officielle Page 18 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Notions sur la machine ne re RE Cr SC aA r AE Aa aia R EE te FE Cylindre basse presaon I se en i pa ra 4 EE pones h n s v art FT Ti Tige de piston Crosse Graisseur Stauffer PARE DOE ECEN LITE RE Le pe p re gt PA LERTE TU O x ae ai aa A aana DCS I CL LIT Ea J perf u PP L il m m Da a Craissage du palier de a La machine de Suzanne est une machine vapeur alternative verticale double effet double expansion avec deux cylindres dispos s en tandem Les cylindres Les cylindres sont des pi ces creuses en fonte al s es l int rieur 60 mm pour le cylindre haute pression et 120 mm pour le cylindre basse pression portant aux extr mit des brides pour la fixation des fonds Le couvercle du cylindre haute pression p n tre l g rement l int rieur des cylindres afin de laisser entre leur surface int rieure et le piston
7. du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE l alimentation e v rifier que le trop plein de l injecteur soit au mini Lorsque le niveau est de nouveau satisfaisant remettre le levier de la vanne dans sa position initiale horizontale Une fois par service purger le niveau d eau Pour l arr t en fin de service e cesser de charger le foyer e fermer le r gulateur et ouvrir les purgeurs vider le collecteur des purges e alimenter la chaudi re refus l aide de l injecteur e fermer les vannes de prise de vapeur sauf celle du manom tre e attendre que la pression tombe z ro v rification l aide du sifflet e entre 1 et 2 bars extraire les boues par la vanne de vidange munie d un tuyau e nettoyer la grille e vider le cendrier e nettoyer l ensemble du compartiment machine e ranger les outils En fin de service plus aucune braise ne doit rester dans le foyer Si la chaloupe doit tre allum e le lendemain laisser la pression descendre d elle m me Si la fin de service correspond une sortie de l eau laisser s chapper la vapeur jusqu ce que la pression soit retomb e z ro Dans les deux cas toutes vannes en contact avec la chaudi re doivent tre ferm es sauf celle du manom tre Page 35 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Conclusion En crivant ce manuel nous avons cherch rendre service ceux qui auront conduire S
8. fonctionnement d un manom tre est bas sur la d formation sous l action de la pression d un tube m tallique lastique de section elliptique ferm une extr mit et incurv Dans sa d formation le tube entra ne une aiguille qui se d place sur un cadran Le tuyau allant de la chaudi re au manom tre est ordinairement recourb en forme de lyre de mani re pr senter un point bas afin que l eau provenant de la condensation s y accumule et prot ge le tube lastique contre la temp rature lev e de la chaudi re Dans le cas de Suzanne un support de manom tre talon permet la purge de l appareil Il faut purger le manom tre au moins chaque mise en service de la chaudi re ee ee Comme on a vu dans le tableau des correspondances entre la pression et la temp rature la pression est une fonction quatri me de la La temp rature F ro C est dire qu partir de 6 bars le chauffeur doit surveiller de tr s pr s la pression et prendre les d cisions d usage quant la conduite du feu et de leau Dans le cas de la chaudi re de Suzanne on passe de 7 8 bars en moins d une minute et plus la pression augmente plus le temps de r action doit tre rapide Le niveau d eau Le point bas du niveau de l eau est 6 cm au dessus du ciel de foyer Pour se rendre compte du niveau de l eau dans la chaudi re le chauffeur a sa disposition deux niveaux glace de type Klinger Chaque niveau est ind
9. l action de la vapeur sur le piston cette perte est m me plus consid rable que celle r sultant de la condensation due au refroidissement Un moyen efficace permet de combattre la perte par condensation la chemise de vapeur Bien que la machine de Suzanne ne comporte pas de chemise de vapeur le r servoir interm diaire participe garder en partie la chaleur des cylindres Lorsque sous l action de la d tente les parois se refroidissent la vapeur de l enveloppe c de de son calorique celle qui travaille l int rieur de mani re r tablir le degr de saturation de cette vapeur la pression qu elle poss de C est pour cette raison que la courbe de d tente d une machine enveloppe de vapeur est l g rement plus forte que ne la donne la loi de Mariotte Elle tombe au contraire au dessous de celte courbe s il n y a pas d enveloppe protectrice et surtout si le cylindre est compl tement nu c est dire non isol Plus l admission de vapeur est restreinte plus il y a avantage avec l enveloppe Page 25 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Le volant Le volant est une roue m tallique dont le diam tre sur le moteur de Suzanne est r duit diam tre 180 mm paisseur 63 mm muni de 6 trous de 40 mm cause du manque de place Il est mont sur l arbre moteur et sert r gulariser l allure de la machine en att nuant les variations p riodiques dues e l act
10. l eau et qui a pour effet d lever la temp rature de la t le pouvant l amener provoquer des coups de feu d formation sans compter les pertes de production de vapeur et de rendement Le recyclage de l eau de condensation est cet gard un avantage car elle est d barrass e des sels calcaires La d cantation de l huile est n anmoins n cessaire La pompe air La pompe air sert liminer les gaz dissous principalement l oxyg ne source de l oxydation de la chaudi re Elle pompe l eau de condensation pour l envoyer dans le d shuileur Cette eau est encore chaude De plus elle active la d pression du cylindre BP et favorise la marche du moteur en cr ant un vide l chappement bas vapeur seulement lorsque la marche est en circuit ferm Elle d bite 12 74 litres 300 t mn Ramonage des surfaces de chauffe en service Les suies et les cendres volantes se collent aux surfaces en formant une couche paisse qui fait cran la transmission de la chaleur et entravant le parcours des gaz De ce fait les fum es sortent plus chaudes de la chemin e et abaissent le rendement de la chaudi re En cons quence il est n cessaire de nettoyer les tubes l int rieur du foyer avec une brosse Arr t vidange et ouvertures de la chaudi re Au moins une fois par an tous les 18 mois il faut retirer la chaudi re de la chaloupe et en nettoyer Page 16 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur d
11. le plancher avant b bord e Un rouable e Une pelle charbon e Tube deux parties pour l extraction e Graisse Belleville Sous le plancher milieu b bord e Un vireur Caisse outils e Plusieurs joints de 1 2 pouces e Trois joints de 1 pouce e Cl s plate de 10 17 19 23 36 e Cl pipe de 19 e Cl s molette grande e Cl molette moyenne e Cl s Allen de 3 16 et de 5 16 e Une pince piler du Docteur Veslot pour extraire les clapets des pompes e Un marteau moyen e Deux glaces de niveau e Un gant de protection haute temp rature e Deux gants e Un briquet e Une cordelette nylon pour placer les grilles e Sifflets e Multiprises e Raccord Gardena m le m le e Couteau de peintre e Une hache Soute bois e Un seau m tallique cendre serpilli re chiffons trave e Une gamelle pour le trop plein de l injecteur Dans le seau m tallique e Une burette huile de mouvement e Une burette huile de cylindre HT e Un bidon huile de mouvement e Un bidon huile de cylindre HT e Un bidon de Kebo e Une seringue e Une ponge e Paille de fer fine pour astiquer les cuivres e Miror e Une pompe d exhaure sous le si ge arri re e Boite douilles e Un tuyau de remplissage Page 32 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Conduite de la machine La conduite de la machine doit tre confi e
12. pendant l un de l autre Les niveaux haut bas et ciel de foyer doivent tre marqu s visiblement sur le bardage _ Chaque niveau est muni 1 2 p si e d un robinet quart de tour D q robinet pare clat en haut et en bas qui sont normalement ouverts et qui servent isoler l eau en cas de rupture de la glace et e d un robinet de purge X qui doit tre man uvr de mani re s assurer de la bonne indication de l eau dans le tube T l l L4 ol ol yz 167 F2 4 Le niveau est mont avec deux joints d tanch it un devant la glace et un ciel de foyer deuxi me derri re JG X Au moins une fois par service il faut purger les communications d eau et de vapeur Pour cela fermer le robinet haut vapeur et purger puis le r ouvrir et faire de m me avec le robinet bas eau La remont e lente de l eau dans le tube indique une obstruction en Page 13 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE formation Il suffira de l vacuer par une succession d ouvertures et de fermetures du robinet de purge L eau doit toujours appara tre dans le niveau m me au point bas Si elle n appara t plus il est urgent de jeter le feu et de lib rer progressivement la vapeur sans brutalit Les soupapes de s ret Les soupapes de s ret sont tar es de mani re laisser le vapeur s chapper d s que la pression atteint le timbre Leur d bit est calcul en fonction de la production de
13. tiroirs qui masquent ou d masquent les orifices du cylindre e d ar tes de distribution ce sont elles qui r glent la distribution de la vapeur dans le cylindre On distingue la barrette haut vapeur et bas vapeur e tige de conduite commune aux deux tiroirs e la course du tiroir est impuls e par la bielle d excentrique elle est gale au double du rayon d excentrique Le calage du tiroir est l angle form par la manivelle du piston ou manivelle motrice avec le rayon d excentrique du tiroir On appelle recouvrement du tiroir les quantit s dont les ar tes du tiroir d bordent celles Page 21 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE correspondantes des orifices du cylindre quand le tiroir est mi course c est dire dans la position moyenne Les tiroirs sont soumis la pression de la vapeur qui les applique sur leur glace et assure ainsi l tanch it Il y a 4 recouvrements r glables 2 pour l admission et 2 pour l chappement e recouvrement l admission haut vapeur e recouvrement l chappement haut vapeur e recouvrement l admission bas vapeur e recouvrement l chappement bas vapeur Position PH Per snif a bir mort feu La mesure des recouvrements se fait toujours lorsque les tiroirs sont mi course Transformation du mouvement Le piston alternativement pouss sur l une et l autre de ses faces prend un mouvement rectiligne alt
14. vannes de la nourrice et la vanne trois voies d alimentation position en haut Avant la mise en marche de la machine e ouvrir les purgeurs cylindre HP cylindre BP chappement jusqu l vacuation compl te de l eau r siduelle de condensation puis les refermer apr s quelques tours Cela permet le r chauffement des cylindres Cette action vaut pour un arr t de plus de 15 minutes e positionner la coulisse dans la direction voulue bas marche avant haut marche arri re e positionner le piston l aide du vireur de mani re faciliter le d marrage c est dire placer le Page 33 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE piston la partie sup rieure du cylindre marche avant marche arri re commande de marche en haut commande de marche en bas Vilebrequin aux 2 3 haut tribord Vilebrequin aux 2 3 haut babord e ouvrir progressivement le r gulateur pour r chauffer les cylindres jusqu la mise en marche e laisser tourner quelques secondes purgeurs ouverts pour r chauffer les cylindres e r guler cette marche la bonne allure Une ouverture brutale du r gulateur peut entra ner un coup d eau entra nement d eau dans le cylindre et on sait que l eau n est pas compressible Si le d marrage de la machine ne s effectue pas ouvrir en grand le r gulateur et changer de marche jusqu ce que la machine tourne puis choisir le sens de marche voulue et aj
15. vapeur du g n rateur Il est formellement interdit de les d r gler par quelque moyen que ce soit Un certificat de tarage est d pos dans le dossier de l APAVE Si l on voit que la pression monte alors que la vapeur n a pas tre utilis e stationnement il faut lever les soupapes afin de r guler la pression et viter inutilement d atteindre le timbre Les soupapes doivent tre lev es manuellement avant chaque mise en service afin de s assurer qu elles ne sont pas coll es sur leur si ge Les clapets de retenue d alimentation La conduite d alimentation est munie d un clapet de retenue Il fonctionne automatiquement et a pour but d emp cher l eau introduite dans la chaudi re de refluer vers la pompe ou l injecteur et par cons quent de vider la chaudi re Un robinet d arr t vapeur doit obligatoirement tre interpos entre la chaudi re et le clapet d arr t Il y a deux clapets en amont de la vanne trois voies ciapet injecieur Alimeniw on qS clapet pompe alimentaire e un pour l alimentation en eau provenant de la pompe alimentaire e un pour l alimentation en eau provenant de l injecteur Un petit b ton qui sert de st thoscope permet de v rifier auditivement le bon fonctionnement e du clapet horizontal de l eau provenant de la pompe alimentaire e du clapet vertical de l eau provenant de l injecteur son caract ristique Les appareils d alimentation en eau de la chaudi re La r glementatio
16. Avant de proc der l allumage du feu le chauffeur doit imp rativement s assurer que le niveau d eau dans la chaudi re n est pas trop bas et que le cendrier contient environ une dizaine de litres d eau Pr parer du papier carton petit bois et bois plus gros Lorsque le bois est bien allum refermer la porte du gueulard Le bois tant plus conomique que le charbon n introduire le charbon qu en vue de l exploitation Une chaudi re peut tr s bien tre amen e au timbre avec seulement du bois Lors du chargement du foyer avec du charbon veiller ce que la porte du gueulard soit ouverte le moins longtemps possible c est dire uniquement pour l introduction du combustible En effet lors de son ouverture l air entre dans le foyer et le refroidit Au premier chargement le charbon doit tre projet en ventail c est dire recouvrir la grille de mani re homog ne sur une couche de quelques centim tres Quelques pellet es doivent suffire La r partition doit tre uniforme sur l ensemble de la grille Un bon chauffeur doit du premier coup d il reconna tre les t ches claires o le charbon va manquer et les t ches sombres o le feu languit Il doit y rem dier par la bonne r partition du charbon La cadence de chargement doit tre r guli re c est dire peu et souvent On admet 1 kg par m tre carr de grille et par minute Si la production de vapeur doit diminuer on r duit cette cadence Si au contrai
17. Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Sequana http sequana org Page 1 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Ce document a t r dig par Marc Andr Dubout et Jean Jack Gardais en 2006 tous deux membres de l association Sequana l occasion de la mise l eau de la chaloupe vapeur Suzanne Il a t recompos en 2009 par Christophe Dirlik pour tre publi sur le nouveau site Internet de l association Historique des versions Version Date Remarques 1 0 Fin 2006 Version initiale Publi e en html sur le site de Sequana 2 0 Juin 2009 Construction d un document PDF partir de la version 1 0 Page 2 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Table des mati res Notions sur la ch udi r d SUZANNE 4008 sen ann ane dr nn A nt annee anate tte 5 Donn es administratives de la chaudi re iii 6 Caracl rIStiQUeS AU OeN TAICUR EST NRA SSSR SE a a 6 Notons SUP IA CRAN ne Ne das acide nas tendons a a den lee T CONOMISTE aaa D a de cd T lA COMDUSTION enen ERA Ra A ENEN ETEA a RDA nn ententes aN iaN T7 LEAG O arr E E EE E E EOE T E S 8 Le foyer Parties CONSHIUTIVSS ss RS retiens been amine o ais 8 Les OUI IS d UChaunEU anona dd nada tenan
18. alement commencer par le fond du foyer puis finir par le devant Le piquage doit se faire quand le feu est bien clair c est alors qu on voit le mieux les trous s il y en a Apr s le piquage attendre que le feu soit bien repris l endroit du piquage avant de refaire une nouvelle charge On reconna t la bonne combustion la couleur jaune clair des flammes de la couche incandescente Des flammes blanches indiquent un exc s d air Un d faut d air au contraire entra nerait des gaz incompl tement br l s reconnaissables aux des flammes bleues ou de courtes flammes jaunes se terminant par un filet de fum e noire L paisseur de la couche joue galement un r le pour la perm abilit de l air Le d crassage Apr s un certain temps d utilisation qui varie selon la qualit du combustible la chaudi re doit tre d crass e On s en aper oit lorsque le feu diminue de vivacit devient rouge tre parfois avec de petites flammes bleues sa surface C est le m chefer qui obstrue la grille et ne laisse plus passer assez d air Le d crassage a pour effet de s parer le charbon incandescent les cendres et le m chefer Arr t de la production de vapeur II convient de faire une distinction entre un arr t de courte dur e d jeuner et l arr t complet de la production de vapeur fin de journ e Dans le premier cas on fait l aide du rouable un petit talon devant la porte du gueulard On profite de cet arr t pour d
19. apeur Page 36 36
20. ariable La machine de Suzanne comprend deux cylindres c est une machine double expansion ou compound il existe des machines d tentes multiples jusqu quatre expansions Le premier cylindre qui admet la vapeur est dit cylindre haute pression HP le deuxi me est appel cylindre basse pression BP Les deux cylindres sont s par s par un r servoir receiver c est ce qui les diff rencie de la machine de Woolf qui n a pas de r servoir En fait sur la machine de Suzanne tant donn la proximit des cylindres ce sont les conduits qui m nent du cylindre HP au cylindre BP qui font office de r servoir mais ceux ci sont difficilement d celables sauf sur la remarquable maquette r alis e pour le Palais de la D couverte o l on voit bien ces conduits et leur volume qui fait office de r servoir La vapeur travaille avec une faible d tente dans le cylindre HP dont l chappement se fait dans ce Page 24 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE r servoir interm diaire qui alimente son tour le cylindre BP ou cylindre d expansion o la vapeur cette fois travaille avec une grande d tente avant de s chapper vers le condenseur Chaque cylindre poss de son tiroir ind pendant command par une tige unique d o le nom donn ce type de machine compound en tandem Action physique de la vapeur dans le cylindre action des parois Les parois du
21. ars Temp rature de calcul 200 300 pour le foyer Dimensions hors tout L 1175 mm Diam tre 650 mm Surface de chauffe 2 52 m2 Page 6 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Notions sur la chauffe Le combustible Le combustible ou plut t les combustibles sont solides liquides ou gazeux Dans notre cas il s agit d un combustible solide la houille caract ris e par son pouvoir calorifique et son calibrage On retiendra dans le classement des calibrages la noix dont la taille est de 30 50 mm et qui conviendrait mieux pour la chaudi re de Suzanne Tous les charbons ne br lent pas de la m me fa on et avec la m me facilit Cela d pend de leur nature et principalement des mati res volatiles qu ils d gagent en s enflammant En terme de qualit de charbon nous retiendrons e les charbons gras e les charbons flambants qui d gagent beaucoup de mati res volatiles 32 La principale caract ristique d un combustible est son pouvoir calorifique c est dire la quantit de chaleur que d gage 1 kilo de ce combustible Cette quantit de chaleur est variable selon la teneur en eau et en cendre de ce combustible Le flambant un pouvoir calorifique de 7200 calories alors que le bois a un pouvoir de 3500 calories Les diff rents essais ont montr que la chauffe au bois tant tr s satisfaisante tant pour la rapidit de mont e en pression que pour son maint
22. crasser et faire tomber les cendres dans le cendrier Pour l arr t de fin de journ e ou extinction du feu il vaut mieux laisser tomber le feu environ une demi heure avant la fin du service ce temps restera d terminer en fonction de la pratique en diminuant progressivement ou en arr tant la charge de combustible puis en fermant la porte du cendrier La fum e ne doit toutefois pas refouler par la porte du gueulard Dans ce cas ouvrir progressivement le registre pour l vacuation des gaz et attendre que le combustible se consume Lorsque qu il n en reste presque plus faire tomber les cendres dans le cendrier ramener le Page 9 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE m chefer vers l arri re du foyer l aide du rouable et enlever le tout l aide de la pelle et le mettre dans un seau m tallique Avant de quitter la chaloupe le chauffeur devra imp rativement s assurer que plus aucun charbon incandescent ne reste dans le foyer et le cendrier Extraction des boues En fin de service il faut faire une extraction des boues Attendre que le manom tre soit descendu 2 bars connecter le tuyau sur la vanne de vidange et ouvrir progressivement la vanne de vidange deux ou trois fois en maintenant bien le tuyau l ext rieur de la chaloupe puis la refermer Nettoyage du cendrier Avant le service ne pas oublier de mettre un seau d eau 10 litres dans le cendrier Apr s chaque util
23. cylindre le piston et sa tige constituent des organes qui ont pour effet de refroidir la vapeur En effet les parois sont ext rieurement en contact avec l air quant au piston l une des faces est en contact avec une vapeur sensiblement la pression atmosph rique ou une pression moindre De plus s il y a un condenseur la face du piston en contact avec la condensation est beaucoup plus froide que celle qui agit sur l autre face Il en r sulte qu l admission au moment o la vapeur est introduite dans le cylindre il s en condense une partie en gouttelettes sur les diverses parois c est la condensation initiale II y a abaissement de temp rature de la vapeur et chute de la pression La ligne de pression dans un diagramme au lieu de rester horizontale est l g rement inclin e Pendant la d tente la pression liminant une partie de l eau de condensation se re vaporise en reprenant du calorique aux parois Au moment de l chappement l int rieur du cylindre arrive en communication avec l atmosph re une pression encore plus faible On peut prot ger le cylindre contre le refroidissement ext rieur en l enveloppant de mati res calorifuges comme les conduites de vapeur Quant au refroidissement int rieur il est difficile de l viter sans augmenter la pression l chappement ce qui entra ne de la contre pression Celle ci d veloppe une puissance n gative qui vient en d duction de celle fournie par
24. e chauffe et qui se situe 6 cm au dessus du ciel de foyer La conduite de l alimentation en eau est une des fonctions les plus s rieuses et d licates du chauffeur Risque de manque d eau Le risque de manque d eau est le risque majeur dans la conduite des chaudi res En effet si la paroi en t le vient ne plus tre en contact avec l eau la t le n est plus refroidie et s chauffe au contact de la vapeur qui n absorbe pas la chaleur Le r sultat de cet chauffement est la perte de la r sistance de la t le qui de plus est soumise la pression La cons quence du manque d eau est pour les chaudi res foyer int rieur verticales ou horizontales l enfoncement du foyer qui survient sous la pression de la chambre de vapeur Cet enfoncement s accompagne g n ralement de d chirures de la t le voire d une explosion dans les cas extr mes souvent dus la non surveillance Il est donc essentiel pour la s curit que toute paroi de la chaudi re en contact avec la flamme soit baign e sur sa face oppos e Page 12 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Les appareils r glementaires et actions mettre en uvre Le manom tre Le manom tre est un appareil de mesure qui indique la pression de la chaudi re II est gradu en kg cm2 et doit porter la marque apparente un trait rouge de la pression du timbre Ce rep re doit tre facilement lu par le chauffeur Le
25. e la chaloupe vapeur SUZANNE l int rieur Le but est d liminer autant que faire se peut les incrustations et d p ts divers De toute fa on ce nettoyage doit tre fait en vue des visites r glementaires Si cela est possible il faut introduire une lance de karcher et nettoyer un un les tubes d eau Un manche fabriqu cet effet permettra d extraire l eau de chaque tube par d bordement Avant d hiverner la chaudi re un l ger feu de bois s chera les t les et les tubes En cas de lavage de la chaudi re l acide celle ci devra ensuite faire l objet d une passivation la soude suivie de plusieurs nettoyages grande eau Cette op ration devra faire l objet de soins attentifs Le rendement Le rendement est gal au rapport de la chaleur utilis e sur la chaleur fournie Pour une chaudi re qui consomme 300 kg de charbon par heure avec un pouvoir calorifique de 7200 calories pour vaporiser 2300 kg de vapeur une pression de 8 kg L eau est 10 le rendement est _ 2300 606 5 0 305 172 10 _ es 300 7200 i La chaudi re consomme environ 16 kg de charbon par heure Les visites et preuves r glementaires Les visites r glementaires ont lieu au moins tous les 18 mois apr s la premi re mise en service de la chaudi re II s agit d une visite compl te int rieur et ext rieur froid Tous les bouchons trous de poing et trous d homme doivent pour cela tre d pos s et la chaudi re soign
26. e peu et souvent comme pour la conduite du feu Un anti b lier en sortie de pompe vite les coups de b lier agressifs pour les conduits et bruyants de surcro t L injecteur ET L injecteur est un injecteur dit en charge c est dire qu il se situe au dessous du niveau d eau de la soute eau et qu il n a pas comme dans le cas des Giffard besoin d aspirer l eau pour tre gav L eau qui arrive dans l injecteur est envoy e dans la chaudi re au moyen d un jet de vapeur pr lev directement sur la chaudi re et qui imprime l eau une vitesse assez grande pour que la force vive du liquide p n tre l int rieur de la chaudi re L injecteur ne fonctionne que dans des conditions de pression et de temp rature qui restent observer par exp rience Fonctionnement Avant d utiliser l injecteur il convient d isoler le circuit de la pompe alimentaire afin de ne pas contrarier les flux Dans un premier temps e ouvrir le robinet d eau de l injecteur E puis e ouvrir progressivement le robinet d admission de vapeur 8 en cherchant le point de Page 15 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE r glage qui est trouv lorsque le trop plein ne d borde plus Cette ouverture de vapeur est fonction de la temp rature et de la pression de la chaudi re Pour se rendre compte du bon amor age de l injecteur il suffit de constater avec la main l cart de temp rature entre
27. e quelques recommandations concernant la conduite du feu et l entretien recommandations valid es par l APAVE Tel est le but de ce manuel de former le lien entre le chauffeur et la chaudi re qu il conduit Conduire un feu ne se r sume pas jeter de la houille dans le foyer Un bon chauffeur doit tre avant tout un observateur et raisonner les op rations qu il pratique II faut savoir d autre part que les chaudi res sont soumises la r glementation d crite dans le d cret du 2 avril 1926 et l arr t minist riel du 15 mars 2000 que par suite d une n gligence ou d une inattention ces derni res peuvent causer des accidents le plus grave tant les br lures et la projection d accessoires due rupture Donn es administratives de la chaudi re G n rateur de vapeur type Field 2 Num ro du g n rateur 3665 Ann e de construction 2006 Constructeur Monsieur Jos Barata Production horaire 40 kg h Pression maximale de service 10 bars Pression d preuve 16 bars Pression d ouverture de soupapes 10 bars Date de l essai en pr sence de M Pukacki Chaudi res Barata et Melle Rolland ASAP 18 avril 2006 Num ro de l organisme d inspection habilit 0851 Caract ristiques du g n rateur Genre et destination Chaudi re tubes d eau Type dans la fabrication du constructeur Field 2 Forme g n rale Cylindrique Fluide Eau vapeur Volume int rieur 210 litres Temp rature de service 180 10 b
28. encemeenee teurs 31 Outillage et fournitures relatifs la machine et la chaudi re 32 C nd te dela machine SRE a eme tr De et nc Cole 33 Avant r alumagenii Convient dE ES nn neue a a sine 33 Pendant ANIMATEUR RS 2 33 Avant la mise en marche de la machine iiiiiiiieieieeereceeeneemeceeceneeeeuceuceees 33 COLE Me CAMARS r A T AN ec 34 Pendant la marche surveiller da as ans sen talents d s miteun rene fees Le Errar tac an 34 Pourlareten ITA S MVIC Een A dome aie CECI dt a ue aan ee 35 CONClUSION snrs anne RER dE dd dd dites ain 36 SOLE NO CT ET 36 Page 4 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Notions sur la chaudi re de Suzanne 5 cendrier chemin e 1 vapeur 70L Bbars 2 eau 120 3 foyer 2 5m 4 tubes Field x34 Chaudi re d Tubes Field Parmi les diff rents types de chaudi res qui existent la chaudi re de Suzanne est une chaudi re verticale foyer int rieur cylindrique termin sa partie sup rieure par un fond plat et portant en son centre un tube chemin e qui d bouche sur l ext rieur Le fond plat du foyer int rieur est perc de 34 trous coniques dans lesquels sont emmanch s des tubes eau ferm s leur extr mit inf rieure et pendant dans le foyer Ces tubes dits tubes Field ne re oivent pas le tube barboteur en raison de leur trop petit diam tre Au milieu du foyer est dispos une gt calotte m
29. entim tres de mercure Le volume de la pompe air est de 0 042 litre et son d bit est de 8 5 litres 200 mn 10 61 litres 250 t mn 12 74 litres 300 t mn Le d shuileur a R ceptacle de l eau vacu e par la pompe air le d shuileur est un ensemble filtres qui permettent de s parer l huile contenue dans l eau de condensation m lang e la vapeur qui Bache eu travers les cylindres et l eau Diens Zoi i i i i Une s rie de trois bacs de d cantation permettent d obtenir une eau relativement pure qui retourne directement dans la b che eau Le troisi me bac est en communication avec la b che eau en sa partie sup rieure Page 29 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Vue d ensemble Alimentation Faval 5 Mano Sifflet Souffleur Chaudi re 3v k Bache eau L Fidange Fidange D shuilent s 12 14 Passe caque EE Passe coque eE Cendenseur La vapeur est produite par la chaudi re Elle est introduite dans la machine l aide e du r gulateur qui en assure le d bit R gulateur e du levier de changement de marche Contis f qui impulse le sens de marche et r gle l admission dans les tiroirs La vapeur agit alternativement sur le piston HP puis sur le piston BP Elle passe ensuite dans le r chauffeur o elle transmet une partie de sa chaleur l eau
30. ernatif que l on transforme en un mouvement circulaire continu au moyen du syst me bielle manivelle La tige du piston est reli e une extr mit au piston t te de bielle et l autre la crosse pied de bielle qui se d place sur une glissi re unique Sur la crosse est articul e l extr mit de la bielle dont l autre extr mit s articule sur la manivelle motrice La manivelle est solidaire de l arbre moteur Page 22 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Excentrique Avec un syst me bielle manivelle on transforme un mouvement rectiligne alternatif en i mouvement circulaire et r ciproquement li C est sur la partie mouvement circulaire qu on se branche pour la commande des tiroirs A cet effet la tige du tiroir est r unie un plateau circulaire cal sur l arbre moteur tournant avec lui non autour de son centre mais autour d un centre de l arbre excentr par rapport au sien Ce plateau est embrass sur sa circonf rence par un anneau ou collier d excentrique portant une tige droite ou barre d excentrique elle m me reli e la tige du tiroir il tourne en frottant dans le collier et communique un mouvement rectiligne alternatif la barre d excentrique On obtient ainsi le m me d placement c est dire la m me course qu avec la manivelle qui aurait pour longueur l excentrique OC Pour le guidage longitudinal le collier pr sente int rieureme
31. eusement nettoy e La visite est faite par un inspecteur APAVE qui rend un rapport de visite du g n rateur et en donne la substance verbalement au responsable vapeur La visite est consign e dans un livret avec e e nom de l inspecteur e Sa signature e la date e la nature de la visite p riodique avant remise en service avant preuve etc La visite int rieure qui pr c de une preuve d cennale doit tre faite de mani re plus compl te que les visites p riodiques et si des parties de la chaudi res sont inaccessibles il faut n anmoins en faciliter l acc s par le d montage d un certain nombre de tubes si cela est demand par l inspecteur D autre part le responsable vapeur est tenu de faciliter l inspection clairage prise de manom tre talon raccords divers etc L preuve d cennale Elle a lieu tous les 10 ans cela dit une d rogation de quelques semaines ou mois est n gociable La chaudi re doit tre mise nue Cette preuve consiste soumettre la chaudi re une pression hydraulique quivalent 2 bars au dessus du timbre c est dire 12 bars maximum pour les r preuves ordinaires Cette mise en pression dure pendant l examen de toutes les parties de la chaudi re Page 17 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Pour pr parer l preuve il faut apr s nettoyage de la chaudi re enlever les calorifuges et bardages boucher les trous
32. ien en pression de service Par ailleurs ce mode de chauffe est de tr s loin beaucoup moins salissant plus conomique De plus les cendres sont pulv rulentes et n encrassent pas la grille Enfin le feu s teint rapidement lorsqu on cesse d alimenter le foyer La combustion La combustion est la combinaison vive du combustible avec l oxyg ne de l air l azote ne participe pas la combustion Elle s accompagne d un d gagement de chaleur sous forme de feu Chaque combustible ne s enflamme qu partir d une temp rature qui lui est propre et que l on appelle temp rature d inflammation La quantit d air n cessaire la combustion d un kg de charbon est de 8m3 C est la quantit d air th orique Elle varie de 1 5 voire 2 fois pour une combustion compl te Ce surplus est appel exc s d air Il ne faut toutefois pas exag rer l exc s d air sans quoi les gaz de la combustion deviennent trop dilu s et leur temp rature s abaisse Le carbone contenu dans le charbon donne avec l oxyg ne du gaz carbonique CO2 qui occupe le m me volume en proportion car il y a de l azote dans l air que celui de l oxyg ne dont il provient S il y a insuffisance d air il y a production de d oxyde de carbone CO et la combustion n est pas compl te entra nant une perte de chaleur Il est important que le calibrage du charbon soit r gulier pour laisser passer suffisamment d air afin de garantir une bonne qualit de la combustion Page 7 36
33. ieur des cylindres et l atmosph re Il se compose de trois parties e la bo te e le chapeau dont le serrage assure l tanch it e la garniture qui doit tre suffisamment plastique pour bien remplir tous les vides de la bo te et en m me temps lastique pour laisser glisser librement la tige La garniture est souvent une tresse d amiante graphit e ou de cordonnets de chanvre enduit de graisse graphit e Crosse glissi re bielle excentrique A l extr mit de la tige oppos e au piston est viss e la crosse en acier Elle porte en haut et en bas des patins qui se meuvent sur des glissi res appropri es fix es rigidement sur le b ti La bielle est en acier doux Aux deux extr mit s elle porte des articulations avec la crosse en haut pied de bielle et la manivelle en bas Le pied de bielle a un mouvement alternatif rectiligne La glissi re est n cessaire pour former r action la pression qui s exerce normalement la tige par suite de l obliquit de la bielle Elle n est pas munie de contre glissi re Page 20 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE L arbre moteur L arbre moteur est en acier forg muni de coudes vilebrequins manivelles pour la jonction avec la t te de bielle Le tout est appel vilebrequin ou arbre manivelles C t chaudi re il est muni d un volant d inertie et cot barre il est reli l arbre d h lice par un
34. ion variable de la vapeur e l inertie des pi ces mouvement alternatif e aux d fauts d quilibrage e au mode de transformation de mouvement II joue le r le d accumulateur d nergie m canique en absorbant sous forme de puissance vive 2 MV2 l exc s d nergie motrice quand elle se produit pour la restituer quand l nergie r sistante devient pr pond rante Il participe la r gularit du nombre de tours minutes 300 tours mn pour Suzanne et doit tre quilibr Appareils de distribution La distribution est l me de la machine vapeur C est elle qui r gule la marche et permet une utilisation conomique de la vapeur Le syst me de distribution de la machine de Suzanne est un syst me par glissement tiroir plan syst me simple et robuste Mise en marche changement de marche arr t Le m canicien aura commander e a mise en marche e le changement de marche avec positionnement du tiroir dans le sens voulu et r glage de l admission de vapeur e arr t L ensemble du dispositif de distribution de la machine de Suzanne est la coulisse La conduite des tiroirs par le seul excentrique convient la plupart des machines destin es tourner dans un seul sens pompes Pour celles qui doivent tourner dans les deux sens locomotives machines de navigation machines d extraction on fait appel la coulisse dont le principe est d Stephenson La coulisse de distribution comporte non pas un mai
35. isation le cendrier doit tre nettoy L eau est aspir e l aide d une seringue et les cendres sont mises dans un seau m tallique et vid es l ext rieur de la chaloupe Vidange de la chaudi re La chaudi re doit tre vidang e chaque fin de service Attendre que la pression soit retomb e naturellement ou manuellement z ro v rifier que le tuyau est branch sur la vanne de vidange et ouvrir cette vanne jusqu ce que l eau de la chaudi re soit puis e Page 10 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE R gles suivre dans la conduite des chaudi res au point de vue de la s curit Le d cret du 2 avril 1926 C est lui qui r glemente les g n rateurs de vapeur Il doit tre affich ou pr sent dans la chaloupe et le chauffeur doit en avoir pris connaissance avant de mettre en oeuvre sa pratique La chaudi re de Suzanne est une chaudi re de troisi me cat gorie C est dire que le produit du volume par la temp rature 100 est inf rieur 50 0 210m3 184 100 17 64 t 184 10 bars Elle est donc soumise ce d cret Production de vapeur La chaleur d gag e par la combustion dans le foyer se transmet travers les parois par conduction puis l eau qu elle transforme en vapeur par convection l int rieur de l eau des bulles de vapeur se forment et remontent la surface du liquide Cette vapeur se rassemble dans la
36. l aspiration tuyau d eau froid et le refoulement vers la chaudi re tuyau chaud On se basera galement au bruit caract ristique L usage doit privil gier la pompe l injecteur afin d obtenir une alimentation r guli re Quelque soit le type d alimentation pompe ou injecteur il faut veiller ce que le niveau de l eau monte dans le tube lorsque l alimentation fonctionne L abaissement anormal du niveau de l eau peut entra ner rapidement un manque d eau C est une situation grave et une des causes les plus fr quentes d accident Dans le cas o un abaissement d eau ne pourrait tre rem di il faut alors arr ter l action du feu ou le jeter bas et ouvrir les soupapes Le traitement de l eau d alimentation L eau qui sert l alimentation des chaudi res contient de sels min raux et des mati res en suspension et en dissolution Elle contient aussi de l huile issue du graissage de la machine La mesure de ces sels s exprime en degr de duret qui se fait par l analyse chimique Afin de faire pr cipiter des sels en boues il faut ajouter l eau une proportion de produit alcalin KEBO 25 cl par m3 d eau et extraire ces boues en fin de service au moyen de la vanne d extraction qui se trouve au point bas de la chaudi re Les d p ts qui se forment dans les chaudi res pr sentent plusieurs inconv nients Ils constituent une couche isolante qui oppose une r sistance au passage de la chaleur entre la surface de chauffe et
37. la machhe siora TS AR Re Sn 2 19 LESCVIINO OS arei ara a toute 19 L DISION ATINU iaaa E a e ed ec E E 20 Le presSe GtoUDE re sea la n e ane Diet ne une un nn tn ll sr 20 Crosse glissi re bielle excentrique ss a a a 20 EADE MORE SE le too nasale ic Mac ie Cale ont 21 kes DANI RS Uccle tu Disc ee di D na TA 21 RSA 67 LR ee 21 Mode d action de la vapeur dans les cylindres 21 LES TOITS SR RE PE dede oiseau tue Ses act te il eee te dosette 21 Tansiormalion du Mouvement EUR AR ME An en AA nent Nation ii eue ec bni tte 22 EXC Re de D Dee At don nn de ae ie 23 EE 6 1 1e 9 LE PR PE RER E T E 23 Les phases dela AISTTIDUTIONE SR a RL t recense ieeismne chiennes 24 Page 3 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE MACRINe COMPOSER te ne Ne a panda 24 Action physique de la vapeur dans le cylindre action des parois 25 ES VOIE 2 ae nn eee ne D Ro ne DE Soie 0 DU DE RO A Le 26 Appareils de AISITIDURIONEES RE et as ete aient et un a dune 26 Mise en marche changement de marche arr t ss 26 Sch ma d implantation des diff rents l ments et les organes annexes 28 Ler cnau oU EEE RS a tte de at ee een at en dm a a OS at an ii a le on 28 L CONO NS UE RSA en DC d eh act M distant cut ti ba tions 28 LaPOMPE ANR ad to da a nee ae Ce a a 29 SAS LE ES 1 LEE LEP a a a A A 29 VA C NS TOI RS e a a a a A D E 30 La vanne trois voies d alimentation en eau iii did deeeeeeeeeceeeeemec
38. n ne prescrit rien en terme d appareils d alimentation en eau dans la chaudi re sinon que ces appareils d alimentation doivent tre au nombre de deux Dans le cas de Suzanne il y a une pompe alimentaire et un injecteur en charge Page 14 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE La pompe alimentaire PEIA La pompe alimentaire est la plus petite des deux Elle ue d bite 3 19 litres 300 t mn i Tia ponga La pompe alimentaire est directement prise sur le mouvement de la machine Elle pompe l eau de la soute eau et l envoie directement dans le r chauffeur dans lequel sa temp rature est lev e avant d tre introduite dans la chaudi re wi Chetter Fan Map PT Lotus E 3 LAJ La pompe alimentaire maintient le niveau de l eau tant que la machine tourne Si le niveau est trop bas et que la machine ne tourne pas il faut avoir alors recours l injecteur qui lui utilise la vapeur pr lev e directement sur le g n rateur Fonctionnement Lorsque le niveau de l eau est suffisant dans la chaudi re il faut isoler le circuit d alimentation l aide de la vanne 3 voies en L LE Dans ce cas l eau pomp e retourne dans la soute eau i Si 1 1 1 Bis pe j L n o e iere ICULE mi q CTTLGI TE F LR f Li iT L p B che CA pompe Fri e dlimentaire TUMETITOQUrE La vertu de la pompe est d alimenter r guli rement c est dir
39. nt une rainure guide dans laquelle s engage le plateau La calage est en principe 90 par rapport la manivelle de mani re ce que lorsque le piston est en bout de sa course le tiroir commence ouvrir e d un c t la lumi re l admission et e de l autre c t la lumi re l chappement L admission n est donc pleinement ouverte qu la moiti de la course du piston C est pour cette raison que les constructeurs ont avanc cette admission en augmentant ou en diminuant l angle de calage d un angle appel angle d avance Cette disposition en m me temps qu elle donne une admission anticip e fait galement d couvrir un peu plus t t les ar tes d chappement et permet la vapeur de s vacuer plus vite et d augmenter le rendement de la machine par une r duction de la contre pression c est dire la pression r siduelle c t chappement du piston Pour information on appelle pression effective la diff rence entre la pression et la contre pression La d tente Ce syst me entra ne une grande consommation de vapeur lors de son admission pendant toute la course du piston En effet celle ci est vacu e pleine ou quasi pleine pression qui n est pas totalement utilis e lors de la d tente Afin de mieux tirer partie de cette d tente on n admet la vapeur dans le cylindre que pendant une fraction de la course du piston ainsi pendant le reste de la course la vapeur admise se d tend dans le cylind
40. par d faut de la chaudi re Il est stable et r gulier Si le niveau d eau est trop haut il faut alors que l eau de la pompe retourne la b che Dans ce mode d alimentation l eau est introduite que si le moteur tourne Si le moteur ne tourne pas et que le niveau d eau est trop bas il faut alors avoir recours l injecteur pour combler le d ficit en ayant soin pr alablement de positionner le sens d introduction l aide de la vanne trois voies d alimentation L injecteur n cessite une pression suffisante pour agir La conduite de l alimentation est une des fonctions les plus s rieuses et plus d licate du chauffeur La vanne trois voies d alimentation en eau La vanne trois voies d alimentation est une vanne en T Elle a deux positions possibles e levier en bas position ferm e s curit en cas de fuite sur les clapets pompe et ou injecteur e levier en haut position ouverte en service En amont elle est pourvue e d un clapet anti retour c t pompe d alimentation e d un clapet anti retour c t injecteur Ne pas oublier de l ouvrir avant la mise en service Concernant la conduite du feu on rappellera simplement que le feu doit toujours tre clair et que l alimentation en combustible doit tre peu et souvent Page 31 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Outillage et fournitures relatifs la machine et la chaudiere e Un crochet Sous
41. partie de la chaudi re la plus haute et qu on appelle chambre ou d me de vapeur o elle est pr lev e Sur la chaudi re de Suzanne la prise de vapeur se fait partit de la nourrice Du fait que la chaudi re soit herm tiquement close la pression de vapeur augmente en fonction de la temp rature Cette pression est valu e en kg cm2 ou hectopi ze 1 hpz 1 02 kg cm2 On consid re qu la pression de 10 bars la temp rature est de 184 Tableau des pressions remarquables e 0 5 bar 112 e 1 bar 120 e 2 bars 134 e 3 bars 144 e 4 bars 152 e 5 bars 159 e 6 bars 165 e 7 bars 170 e 8 bars 175 e 9 bars 180 e 10 bars 184 Comme dans la chaudi re la vapeur est en contact avec l eau on dit qu elle est satur e Page 11 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE S curit du fonctionnement d une chaudi re vapeur Pour que la s curit de fonctionnement d une chaudi re vapeur soit assur e deux conditions sont observer e La pression de la vapeur ne doit en aucun cas d passer le timbre de la chaudi re c est dire la pression maximale pour laquelle la chaudi re a t construite qui est de 10 bars C est la pression de service La pression d preuve effectu e chez le constructeur est de 16 bars e Le niveau de l eau ne doit jamais baisser au dessous du niveau minimal r glementaire qui doit tre marqu sur le corps d
42. re et c est la propri t lastique d expansion de la vapeur qui continue d agir lorsque son admission est interrompue On dit qu on admet au 1 3 ou la moiti selon le calage Page 23 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Les phases de la distribution Lorsque l excentrique est cal 90 il ny a que deux phases l admission et S l chappement phases qui durent pendant la course compl te du piston En modifiant le calage on peut obtenir jusqu 6 phases e course aller du piston e admission e d tente e avance l chappement e course retour e chappement e compression e avance l admission Ces phases s expriment en pour cent de la course du piston c t haut vapeur et c t bas vapeur Exemple Haut vapeur Bas vapeur Admission 38 35 D tente 60 62 Avance l chappement 2 3 chappement 85 83 Compression 14 15 Avance l admission 1 2 Sur la machine le Suzanne le calage est fixe et le pourcentage d admission n est pas ou peu sensible Machine compound Lorsque la d tente est effectu e dans un seul cylindre on dit que la machine est simple expansion la vapeur est utilis e qu une seule fois et double effet car elle agit sur les deux faces du piston Si la valeur de l admission n est pas variable on parle d une d tente fixe si au contraire elle est modifiable on parle de d tente v
43. re la production doit tre activ e on augmente la cadence mais pas la quantit de charbon une trop forte quantit de charbon frais ralentit le feu Page 8 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE La couche de charbon ne doit pas exc der une dizaine de centim tres pour la noix Cette paisseur peut varier en fonction de la qualit du charbon utilis e Ne pas h siter casser les morceaux les plus gros pour les r duire la taille requise Le charbon ne br le pas instantan ment il faut donc anticiper Cette anticipation reste valable pour la production de vapeur Entre l introduction de la pellet e et la mont e de la pression il se passe un certain temps que le chauffeur doit prendre en compte Son savoir faire viendra avec l habitude En br lant le charbon se d compose sur la grille en e cendre qui tombe dans le cendrier e m chefer ou crasse qui reste sur la grille et entrave l arriv e d air Il faut donc casser cette crasse l aide du pique feu en aucun cas cette couche ne doit emp cher l air de passer travers les lumi res la grille e charbon incandescent e charbon frais Lorsque la couche pr sente des in galit s d paisseur ou de teinte le chauffeur doit l uniformiser et ou l a rer en s effor ant de respecter l ordre ci dessus de la grille vers le foyer c est dire viter de m langer le charbon frais et le m chefer Toute op ration doit norm
44. s deux excentriques dispos s sym triquement sur l arbre moteur et cal s avec un angle d avance BA a ordinaire un pour chaque sens de marche a A m e Les deux barres d excentriques s articulent aux MA e L Carotta extr mit s d une pi ce en arc de cercle appel e t ru dla coulisse laquelle elles donnent un mouvement ner i d oscillation piy cat Dans les rainures de la coulisse est engag un FERRER ee r lnea coulisseau lui m me fix la tige du tiroir Un syst me de levier changement de marche tournant autour d un arbre arbre de relevage permet en relevant ou abaissant la coulisse d impulser au coulisseau la commande d un des excentriques et Page 26 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE donner le sens de marche AV position basse ou AR position haute Il existe d autres syst mes de coulisse diff rents de celle de Stephenson Page 27 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE Sch ma d implantation des diff rents l ments et les organes annexes Le r chauffeur CRADERLAUT 2 r Anemon cou froid Fan r chanf e Si l on met la vapeur d chappement entre en contact avec LES LE RES l atmosph re ce qui reste de calorique dans cette vapeur est perdu Le r chauffeur est un r cipient qui permet de r cup rer les caloriques de la vapeur d chappement qui servent r chauffer l ea
45. t ane cites does eg 8 Allumage du feu chauffe au charbon 8 Lade CaS SAR E E tu E done Re nn de id 9 Arr t de la production de vapeur iiiiiiiiiiiiisineineeeeeeeeeceeeneneeenue 9 EXACCION AOS DOUBS ER Sn dada na ni ice te ae io a D Ni ion 10 Nettoyage QU CENAS PR ER 10 vidange d la chaudiel G serie a E A a en EE T T E E O 10 R gles suivre dans la conduite des chaudi res au point de vue de la s curit 11 kedecret ou 2 avil T920 aan N 11 Producionde Vape cenena a a a A 11 Tableau des pressions remarquables ss 11 S curit du fonctionnement d une chaudi re vapeur ss 12 Rique d mangue d AUE ER Re en at OA le ne au ions 12 Les appareils r glementaires et actions mettre en uvre 13 L Manome TE EE de nn ere eat ar Mes ren tt nn Ge 13 L HIM AU deaU EE M een A See ln RE en dde tendue test a ie nn 13 ES SOUPAD S CE STORE E a tn de 14 Les clapets de retenue d alimentation iii 14 Les appareils d alimentation en eau de la chaudi re ss 14 A bOMDE AlIMENLAIR en ire rec nn nier ne ide era 15 A 2785 121 0 PAR PR EEE ER 15 Le traitement de l eau d alimentation sisi 16 LA DOMDS AIRE anale ee ea es oc cu 16 Ramonage des surfaces de chauffe en service 16 Arr t vidange et ouvertures de la chaudi re sisi 16 Fe T NAGM NE Es SR D ie ed tance ie Annette E 17 Les visites et preuves r glementaires sise 17 L preuve d cennale ER AT een retarde eine en ana tee latins lnt 17 Notons Sur
46. troduire dans la chaudi re C est le r chauffeur qui assure cette fonction Dans son livre Cours de machines vapeur moteurs vapeur Ecole Sp ciales des Travaux Publics 1919 Monsieur Douat crit On adopte souvent comme bases d tablissement des condenseurs surface 0 2 m2 de surface tubulaire par cheval avec un d bit d eau de circulation de 40 a 50 litres par kilos de vapeur condenser Page 28 36 Manuel d utilisation du groupe propulseur de la chaloupe vapeur SUZANNE l Eau d condensation tres chaude Temp T Fi Machine Retdement j Rendement mente diminue 2 Bau de ae EE lr ere ide Fee Machi ne Rendement Rendement diminue augmenl Au cours du deuxi me essai il s est av r que la condensation ne se faisait pas faute de refroidissement du condenseur et au bout de quelques secondes c est de l eau chaude m l e de vapeur qui tait rejet e dans le d shuileur Cet tat s est senti au fait que la contre pression au lieu d tre abaiss e tait contraignante d au manque de vide cr normalement par la condensation La pompe air Ponpe a C est la plus grosse des deux Elle vacue l eau du condenseur vers le d shuileur et maintient ainsi le vide dans le condenseur en purgeant l air contenu dans l eau de condensation Le vide d pend de la pression atmosph rique plus elle est importante plus le vide est grand Il se mesure en c
47. u d alimentation de la chaudi re par change thermique L eau d alimentation en se r chauffant refroidit la vapeur d chappement mais cette op ration n est pas suffisante pour Pres obtenir un gain de travail que l on obtient avec le condenseur Pers l dmden i Le condenseur Le condenseur est comme le r chauffeur un r cipient dans lequel se produit un change thermique entre les calories de la vapeur r siduelle 35 40 et une source d eau froide Sur Suzanne il s agit d un condenseur par surface Cendensenr Le condenseur est un simple tube de cuivre de 1200 mm de longueur et de 28 mm de diam tre qui passe sous la coque La vapeur circulant dans ce tube se condense rapidement au contact de l eau froide Cette chute brutale de temp rature produit un vide relatif dont la valeur d pend de la quantit d eau et de la temp rature initiale de l eau employ e au refroidissement eau de la Seine Cette condensation a pour effet d abaisser la contre pression dans le cylindre et d augmenter la diff rence de pression sur les deux faces du piston d o le gain de travail 25 Les doubles cylindres permettent d obtenir une plus grande d tente le cylindre BP tant celui dans lequel la vapeur est la plus faible Plus l eau de condensation est froide meilleur est le rendement au niveau machine En revanche pour la chaudi re l alimentation en eau froide diminue son rendement c est pourquoi il faut la r chauffer avant de l in
48. un homme ou une femme qualifi e dans cet art En prenant son service le m canicien doit tout d abord se livrer une inspection d taill e de la machine afin de voir si elle est suffisamment graiss e ou si elle ne pr sente pas un d faut cach ou un commencement d avarie Avant l allumage il convient de e remplir la chaudi re ou en v rifier le niveau e mettre un seau d eau 10 litres dans le cendrier pr voir d en remettre apr s 2 heures de fonctionnement e poser la chemin e sur la chaudi re e v rifier la fermeture de e a vanne de vidange e des diff rentes vannes de prise de vapeur e vanne trois voies d alimentation en eau de la chaudi re e accessoires de la nourrice r gulateur etc e a l exception de la vanne d arr t du manom tre qui doit rester ouverte e Allumer le feu dans le foyer Pendant l allumage e remplir la b che eau en ajoutant 2 5 cl de Kebo par 100 litres d eau capacit de la soute eau e faire le plein de bois e graisser le cylindre avec de l huile de cylindre haute temp rature burette bleu e graisser les diff rents points de graissage avec de l huile de mouvement 85W140 burette grise e soulever les soupapes 2 ou 3 bars pour v rifier leur bon fonctionnement e purger le manom tre e v rifier les outils e surveiller la pression et attendre 1h15 que la pression atteigne 8 bars cette pression la machine peut tre mise en marche Ouvrir les diff rentes
49. uster l ouverture du r gulateur C t m canique il faut graisser e les cylindres avec de l huile de cylindre haute temp rature et soluble dans la vapeur CyIElf e tous les points de graissage avec de l huile de mouvement 85W140 e resserrer l ensemble des boulons toutes les 20 heures Le m canicien doit tre attentif tous les bruits insolites localiser leur emplacement et essayer de les identifier Arr ter la machine si n cessaire Hormis le choc d au jeu des pi ces mobiles dont l apparition est progressif tout autre choc ou claquement doit tre examin avec attention Les chocs ou claquements sur les pi ces d inertie sont les plus d vastateurs Il existe galement des chocs dus aux coups de b liers pompe alimentaire et l accumulation d eau dans les cylindres Dans ce cas il faut ouvrir les purgeurs sans tarder Pendant la marche surveiller e la r gularit de la machine et les diff rents bruits e le niveau d eau de la chaudi re e le feu environ 16 kg de charbon par heure Si le niveau d eau baisse il faut r alimenter la chaudi re en eau Deux cas de figure se pr sentent e la machine tourne LEP ES B che 0 EAN e basculer la vanne trois voies de la b che position en haut e La machine est l arr t e ouvrir la vanne d arriv e E d eau de l injecteur T a e ouvrir l arriv e de vapeur LA et adapter le d bit jusqu l optimisation de Page 34 36 Manuel d utilisation
50. uzanne pour leur propre plaisir et celui qu ils donneront ses admirateurs Pour r diger ces quelques lignes nous avons du consulter de nombreux ouvrages qui ont fait autorit en la mati re dont celui de Monsieur Henry Mathieu Contr leur Principal des Mines qui fut inspecteur des appareils vapeur de la Seine et qui d s le d but du vingti me si cle s est efforc de transmettre son savoir travers un cours de thermodynamique destin aux chauffeurs m caniciens d appareils vapeur Carnot disait La vapeur est notre poque une force vive du progr s pacifique Avec Suzanne les membres de Sequana ont su redonner vie cette force et r animer cette machine merveilleuse Il nous est infiniment agr able d adresser nos remerciements tous ceux qui de pr s ou de loin ont contribu la r daction de ces quelques pages et principalement Monsieur Georges Schlindler sans qui cette aventure passionnante n aurait jamais pu tre partag e par toute l quipe de Sequana Marc Andr DUBOUT et Jean Jack GARDAIS fin 2006 Sources e Notions sur les machines vapeur Anguenot Ed Ecole sp ciale des Travaux Publics 1925 e Manuel du chauffeur de chaudi res Kammerer Ed Berger Levrault APAVE 1958 e Manuel du chauffeur m canicien et du propri taire d appareils vapeur Mathieu B ranger Librairie polytechnique 1902 e Mes Ma tres et mon exp rience des machines v
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