Séparateur de condensat

Bonjour amis de la vapeur

Pour un nouveau bateau en cours de construction, j'ai besoin d'un séparateur de condensat.

Comme j'ai remarqué en naviguant sur mon Marten, Howes & Baylis Topaz que le jet de vapeur peut attirer de l'eau/huile dans la cheminée lors de l'ouverture soudaine du régulateur de vapeur, le nouveau réservoir doit avoir un intérieur spécial qui réduit ou empêche ce phénomène.

J'ai d'abord pensé à un déflecteur perforé qui empêcherait le condensat de se déplacer (première image). Le nombre de trous peut être modifié. Le petit inconvénient est que le passage diminue lorsque le niveau d'eau augmente. D'un autre côté, chaque trou a la même section interne que l'entrée et la sortie de la vapeur.

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Une idée alternative, et peut-être meilleure en termes de résistance interne, serait de créer un labyrinthe de trois plaques qui empêchent l'écoulement direct de la vapeur de l'entrée vers la sortie et aident à séparer les gouttes d'eau et les particules d'huile (images 2 et 3).

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Quelle est, selon vous, la meilleure solution ?

Mege

Salut Ami Suisse !!
Pour répondre à ta question , je dirais : "Aucune des trois mon général !". Tu as toujours de l'eau bouillante sous la sortie vapeur !
Tu n'élimeras jamais la condensation de départ qui est tout à fait logique de par le refroidissement de la vapeur au contact de la ferraille et sa condensation immédiate , accentuée par la dépression crée à l'ouverture de la vanne.On n'y échappe pas mais on peut en limiter les effets.
A mon (humble mais autorisé) avis , la meilleure solution puisque tu sembles être un chaudronnier de talent c'est de faire comme la chaudière ci-dessous:
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Un dôme qui surpasse la chaudière. Dans le fond de ce dôme et donc sur la surface de la chaudière , tu perces des trous de 1mm tous les cm2 . Ca fera une sorte de tampon plus froid mais gazeux . En plus la plaque du dessus est démontable au cas où ...
Si ta chaudière est à retour de flamme , c'est l'idéal = tu sors ta ligne vapeur par le coté du dôme et tu la diriges dans le double fond de la chaudière en bout de foyer. Retour sur l'entrée machine.
Tu n'éviteras pas la première condensation mais ensuite ta vapeur surchauffée et saturée te dispensera pratiquement du "déshuileur" .
Si tu as une chaudiére standard à foyer central , ta sortie vapeur peut faire une boucle dans la sortie des fumées jusqu'en bas du foyer.
Ce n'est pas la panacée compte tenu de la vitesse de passage de la vapeur à ce niveau mais ça améliore bien tout de mème.

Tu as aussi la méthode Cheddar ou Martin Bayliss qui font passer la ligne de surchauffe dans le haut intérieur de la chaudière avant sortie latéral vers la machine. Plus laborieux à construire par contre. Et moins chaud qu'en bout de flamme.
ATTENTION : ne mets jamais la ligne de surchauffe en contact avec la flamme ! Tape surchauffe dans le moteur de recherches et parcours le sujet.
Regner fait passer sa ligne INOX dans le foyer mais je pense que la température de la vapeur en sortie est top haute pour être exploitée sans risques ; régulateur ,joints machines ,..

Concernant l'huile , le trop est l'ennemi du suffisant ! J'en ai vu avec des graisseurs qui débitaient plus que la machine ne pouvaient prendre la vapeur. On se calme avec la sur- lubrification ! L'huile doit juste dominer les frottements , surtout s'il y a des joints théoriques. Trop d'huile et c'est la mayonnaise assurée avec perte de puissance et pollution de l'environnement !


J'espère que tu auras d'autres avis avisés !

Il me semble que la question se posait pour le déshuileur et non le piquage sur la chaudiere!

VRAI ! Désolé !

Je te laisse répondre ! ;-)

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Deshuileur ou separateur de condensats peut importe le nom que l on lui donne se remplit principalement a la mise en chauffe de la machine.
A la première mise en route généralement sur table avant la mise à l eau du modèle, toute la mécanique est froide d ou condensation importante et remplissage rapide du deshuileur.
Donc pour ma part je mets en chauffe et après 2/3 minutes de mise en route de la machine je vide le condenseur qui est effectivement bien plein et crachote dans la cheminée.
Par la suite en navigation le deshuileur se rempli tres peu, même après 30 a 40 minutes de navigation je ne retire que tres peu de condensats.
Donc pour ma part pas de cloison dans mes deshuileurs, je fais arriver la vapeur face a la paroi du deshuileurs et le piquage de sortie vapeur le plus loin possible de l entrée de la vapeur.

Salut,

Je ne pense pas que l' eau qui se retrouve dans la cheminée soit "entraînée" par la vapeur à la sortie du déshuileur... Je pense plutôt que c'est la vapeur résiduelle non-condensée dans le déshuileur (et c' est la majorité) qui finit par partiellement se condenser dans la tuyauterie vers la cheminée et surtout dans la cheminée elle-même.
Sur ce phénomène, je crois que l' ajout de plaques dans le déshuileur n' aura que peu d' effets. Une fois le tank du déshuileur en température, les plaques en chicane ne provoqueront pas de condensation supplémentaire... Et c' est sans doute mieux pour éviter de remplir ce tank à la vitesse "V"...
Maintenant si tu veux condenser et récupérer tout la vapeur, c' une autre histoire et d' autres solutions tordues et pas très fiables... Mais plus de panache...

Si j'ai bien compris l'utilité de ce dispositif, ce serait de ne rejeter que de la vapeur dans la cheminée sans gouttelettes de condensation.
Tout ce qui pourra entraver la sortie de la vapeur provoquera inévitablement plus de condensation, ce qui nécessitera un réservoir important. Le meilleur principe est d'utiliser l'effet cyclonique plutôt que les chicanes. S'inspirer des aspirateurs qui retiennent les particules solides et laisse sortir l'air ...
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Est-ce que ce sujet est sur le même thème que celui-ci : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] ?

Une page intéressante : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Hello,
La page que nous présente Malevthi (steam theory) s'applique principalement à des dispositifs pour sécher la vapeur en amont de son utilisation. Ce n'est pas exactement le but recherché par le modéliste. Ce qui est recherché avant tout avec un séparateur c'est d'éviter d'entraîner des gouttelettes d'eau à la sortie à l'atmosphère, mais aussi et surtout d'éviter d'entraîner les gouttes d'huile qui ont servi à lubrifier la machine. Le meilleur moyen c'est de faire arriver le jet de vapeur tangentiellement à la paroi du séparateur, les gouttelettes d'eau et d'huile vont ruisseler en s'accrochant à la paroi, ou bien mettre un écran vertical devant une arrivée de vapeur horizontale. L'idée est de stopper la vitesse acquise par les gouttelettes afin qu'elles se déposent dans le fond du séparateur.
Dans le système Maxwell Hemmens le séparateur est en deux parties : une bouteille séparatrice qui utilise la force centrifuge comme dans le schéma proposé par Malevthi et une capacité qui recueille les condensats.

Exact Mate !
Voilà bien longtemps que j'applique cette technologie tirée de la séparations des solides dans les boues de forage !
L'huile colle aux parois et il n'y a pas d'eau au fond du récipient (ou si peu) .Que de déceptions et de grattages de crâne avec des condensateurs tous plus élaborés les uns que les autres ! Laissons nos machines retirer !
JPA sachant par éxpérience qu'avec la cuisine du gargouillot du bord, on "rit beaucoup dans la machine" !
Simplicité et bon sens sont les deux mamelles du Vaporiste imbibé ! Enfin... si on peut dire !
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Sur la deuxième photo, c'est une petite cartouche de gaz recyclée avec un treillis  sur le dessus pour faire beau et soi-disant é les projections!

Bonjour à tous

Tout d'abord, merci pour les nombreuses contributions et réponses à ma question. J'ai pris le temps de lire et d'étudier vos contributions le week-end dernier.

Comme je l'ai écrit dans le titre, ma demande concerne la meilleure façon d'empêcher le condensat de sortir par la cheminée (pour éviter que des gouttelettes d'huile ne se retrouvent dans l'eau).

Cela peut se faire avec un grand réservoir dans lequel le niveau d'eau n'est jamais proche de la sortie et dans lequel le condensat ne peut pas flotter (comme indiqué sur mes premières photos).

S'il n'y a pas beaucoup de place, un séparateur (comme dans l'article lié par Malevthi sur le séparateur Maxwell Hemmens) avec un réservoir de condensat séparé est peut-être une meilleure option.

Je ne peux plus rien changer à la surchauffe, elle existe bel et bien. Je ne peux pas non plus modifier la masse de la machine, qui doit être initialement portée à la température de fonctionnement et qui génère beaucoup de condensat. Le réservoir de condensat doit simplement être conçu de manière adéquate (suffisamment grand), pour autant qu'il y ait de la place.

Après avoir étudié d'autres forums, les approches du cyclotron (séparation du mélange eau-huile le long de la paroi extérieure d'un séparateur) et de la séparation sur une plaque d'impact semblent être les plus prometteuses.

J'ai décidé de combiner les deux principes de fonctionnement dans un seul système, car l'espace disponible dans mon modèle l'impose.  

Pour mon système de propulsion (un système Martin Baylis Project X légèrement modifié), je vais donc utiliser un système de deux réservoirs cylindriques verticaux. Le premier réservoir est utilisé comme séparateur à cyclone. La vapeur d'échappement entre tangentiellement et est dirigée le long de la paroi du réservoir de la manière la plus fluide possible.

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La vapeur (avec, espérons-le, une part déjà fortement réduite de condensat et d'huile) est ensuite transférée dans le deuxième réservoir, où elle est dirigée vers une plaque d'impact qui doit encore séparer les gouttelettes d'eau et d'huile restantes. Cette plaque d'impact a également une fonction d'amortissement et doit empêcher que le condensat dans le deuxième réservoir ne soit remis en suspension par le jet de vapeur et entraîné dans la sortie. Des rangées verticales de trous dans la plaque d'impact doivent assurer, selon le système des tubes communicants, un équilibre du niveau d'eau entre les deux chambres du deuxième réservoir. Même si le niveau d'eau monte, il reste toujours suffisamment de trous libres pour ne pas ralentir inutilement le passage de la vapeur.

Entre les deux réservoirs, il y a également des tuyaux de raccordement qui permettent un équilibrage.

Enfin, pour illustrer mon projet, voici deux photos d'une impression test en 3D de l'ensemble prévu, insérée dans l'installation.

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Que pensez-vous de ce plan ?

Salutations, Mege

Le système me paraît bien compliqué pour un résultat probablement décevant. J 'ai l' impression que l' on mélange un peu tout dans cette histoire...
- L' objectif de ces tanks est d' essayer d' éliminer les gouttelettes d' huile de l' échappement. C' est leur rôle unique. Il ne s' agit en aucune manière de condenser toute la vapeur! Pour faire ça il faudrait une toute autre installation avec des échangeurs thermiques pour la condenser. La condensation est un effet secondaire et une nuisance plus qu' autre chose et sera présente surtout au démarrage. Scyllias a une bonne habitude de vider le tank après 30s ou 1minute de mise en température de l' ensemble.
- Pour éliminer les gouttelettes d' huile l' entrée tangentielle est un bon choix. Elles accrochent la paroi. L' autre facteur est de ne pas "graisser" la vapeur comme un malade. Le graisseur ne doit injecter qu'une très faible quantité d' huile.
- Une fois que tout le circuit est en température, très peu de vapeur va se condenser et rajouter un deuxième tank n' apportera pas grand chose de plus... Et heureusement que la condensation ne se fait plus! Sinon il faudrait des tanks de la taille de la chaudière...
- De nouveau une fois que tout est en température, la condensation dans la ligne d' échappement vers la cheminée sera minime. Et tu ne devrais pas avoir beaucoup de gouttelettes... Uniquement ce qui éventuellement ce sera condensé dans la tuyauterie finale d' échappement et mettre un deuxième tank n' y changera rien...

Perso je me contenterais de ton premier tank avec entrée tangentielle.

Bonjour Rookie

Merci pour tes explications claires et ton conseil à la fin.

Comme le titre l'indique, je ne souhaite pas installer de condenseur, mais "seulement" un séparateur et un collecteur de condensat.

aison : sur mon Topas, le séparateur d'origine, d'une capacité d'environ 100 ml, est monté horizontalement. Après avoir chauffé l'installation, je le vide exactement comme tu le décris, afin de pouvoir partir en course avec un récipient vide. Le récipient contient alors déjà 60 à 80 ml d'eau. Il est donc pratiquement plein. Une partie de l'eau est probablement entraînée par la chaudière si celle-ci est un peu trop pleine lors du chauffage.

Cependant, les 100 ml ne suffisent pas pour 30 minutes de navigation, même lorsque la machine est en marche. Comme le régulateur de la machine à vapeur doit être brièvement ouvert à fond lors de l'inversion du sens de marche pour qu'elle redémarre, il se forme pendant une seconde un puissant jet de vapeur qui, dans un simple réservoir horizontal (sans aucune chicane dans le réservoir), entraîne simplement le condensat et le répand dans les environs.

Un réservoir vertical réduirait fortement l'entraînement du condensat. Dans l'installation Martin-Baylis présentée, on peut installer soit un réservoir horizontal de 200 ml, soit deux réservoirs verticaux d'environ 100 ml chacun.

Pour des raisons d'esthétique, j'ai opté pour deux récipients verticaux. Il est important que des coups de vapeur soudains ne puissent pas entraîner l'eau, d'où la complexité de l'intérieur. Un autre avantage est qu'il est possible d'installer deux séparateurs de gouttelettes différents en même temps. Un double séparateur est préférable à un seul. La condensation dans la dernière conduite après le réservoir ne peut pas être évitée, je suis d'accord.

Si j'opte pour un récipient horizontal d'une capacité de 200 ml (comme décrit au début du fil), celui-ci doit aussi avoir une sorte de vie intérieure pour garantir qu'aucune gouttelette de condensation ne soit entraînée.

Si je te comprends bien, tu penses que les deux approches devraient fonctionner. Mais pour des raisons de simplicité, tu choisirais la première.

Mege

Bonjour,
Je rejoins Rookie totalement, il ne faut pas trop condenser pour que la vapeur arrive à sortir. Le séparateur permet justement de "trier" ce qui est resté liquide tout au long du parcours : l'huile en fines gouttelettes, de ce qui est "gazeux" : la vapeur.
Le système cyclonique est là pour ça. Le second réservoir est donc inutile. Pour le premier, il ne faut pas que sa sortie se retrouve sur le même plan horizontal que l'entrée tangentielle car l'huile va ruisseler sur le pourtour et se retrouver à nouveau aspirée par la vapeur. Le tube de sortie doit plonger assez bas dans le réservoir et sortir au sommet (ce que ne peut pas faire l'huile tombée au fond).

Je pense qu'une solution à deux réservoirs cycloniques identiques, en parallèle serait le top.
L'entrainement d'eau dans la vapeur, le primage, se combat comme l'a dit Kbio par un dôme sur la chaudière et surtout un niveau d'eau dans la chaudière suffisamment bas .

Mege66 a écrit:
Si je te comprends bien, tu penses que les deux approches devraient fonctionner. Mais pour des raisons de simplicité, tu choisirais la première.
Mege

Simplicité et fonctionnalité... Tu peux effectivement travailler au mieux sur l' intérieur du déshuileur et jouer avec chicanes, plaques, etc... si tu crains les coups de vapeur qui projeteraient des gouttes d' eau ou d' huile dans le ciel du tank.
Mais un deuxième tank me paraît totalement superflu. Attention aussi à ne pas freiner l' échappement de la vapeur ce qui nuirait grandement au rendement du moteur.
Dans mon atelier XIXéme, j' ai fait des essais avec un "condenseur" (aéroréfrigérant) après le déshuileur, un modèle de base tout simple. L' eau condensée que je récupère est très propre et pratiquement exempte d' huile... Donc un système très simple élimine bien l' huile de la vapeur et c'est tout ce que l' on cherche à faire.

Plus le trajet de sortie de la vapeur est long ,plus la vapeur va se refroidir et donc ...condenser et produire des gouttelettes.
Avec tes 2 tanks en séries j'ai bien peur que la surface de contact vapeur/paroi importante n'augmente encore plus la condensation.
Pour éviter au maximum les gouttelettes je ferai comme déjà dit une entrée de vapeur tangente au tank ,et je calorifugerai au mieux celui-ci.
Les gouttelettes ne sont du qu'au refroidissement de la vapeur, donc effet centrifuge pour séparer par différence de densité huile et vapeur et évacuation rapide de la vapeur avant quelle ne condense pour éviter les gouttelettes .

Hello,
Je suis du même avis que Scyllias. Les deux capacités ne font qu'augmenter la surface d'échange avec l'extérieur et donc la vapeur va condenser encore plus ce qui n'est pas le but recherché. Le dispositif en question s'appelle un déshuileur et donc sa fonction est avant tout d'éliminer l'huile de graissage de la vapeur qui sort à l'extérieur. Il ne faut pas oublier non plus que la quantité de condensats va augmenter quand la température extérieure est froide (entre 5 et 10°C). Cette quantité va être fortement réduite dès que la température extérieure va approcher les 20/25°C.

One point not addressed here is the steam.......from the steam tables we see a boiler at X Bar has steam at approx 135 degrees C

The heat loss from the boiler to the engine is easily found with the digital pyrometer.......we lag these tube spools to minimise heat loss

It should be the same with the exhaust steam.....maximise the tube size and also lag these tubes

Would it surprise you that the exhaust steam entering a separator is hovering just under 100 degrees C ...or wanting to change state back to water?

The ideal cyclonic function in the separator is a mechanical fluid separation, not a temperature-related change...this is the first part of the requirement, the second is to maintain the greatest amount of heat in this steam that is further lowering in temperature

The best method of getting clean steam to exit the chimney or funnel is to maintain the greatest amount of heat in the exhaust steam........subjecting this to a larger  mass of metal in a complex separator will only cause greater condensation

A consideration from this, would be to insulate or lag the externals of the separator

Derek

Bonjour, mes amis de la vapeur / Hello my steam friends !

Vous m'avez convaincu. Vos arguments logiques ne me laissent pas indifférent : Il faut installer un réservoir simple, horizontal, rond, avec une entrée de vapeur tangentielle. Le moins de masse possible et, si nécessaire, isolé pour éviter toute condensation inutile dans le séparateur.

J'écrirai ici un rapport de suivi dès que j'aurai construit le séparateur de condensat.

Je vous salue et vous remercie tous pour vos précieux conseils.

Mege

Voila une belle coopération internationale !

Bonjour à tous

Mon réservoir de condensat est maintenant terminé. Cela a pris un peu plus de temps que je ne le pensais, mais le résultat est finalement à la hauteur de mes espérances (et compétences).

Vous pouvez voir l'intérieur sur la représentation 3D : L'entrée de vapeur est dirigée vers le haut, vers le plafond du réservoir rond, où le condensat et les gouttelettes d'huile restent accrochés et peuvent ensuite s'écouler vers le bas le long de la paroi du réservoir. La sortie est placée tout en haut, comme un dôme de vapeur, afin que le moins de condensat possible soit entraîné dans la conduite vers la cheminée. Entre les deux, une tôle d'impact / d'écumage est montée, avec une série de trous semi-circulaires en haut et un évidement en bas, afin que le niveau d'eau soit identique des deux côtés de la tôle. Des tests avec de l'eau ont montré que cette tôle est une méthode très efficace pour éviter le débordement d'eau entre l'entrée et la sortie, tout en garantissant le libre écoulement.

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Afin de réduire la dissipation de chaleur sur la plaque de montage, la fixation a été isolée thermiquement à l'aide de douilles en plastique (pas de contact direct métal-métal). Pour les raccords à la machine et à la cheminée (disposés sur le côté de la chaudière), qui sont presque invisibles dans le bateau, j'ai commandé un tuyau en silicone noir. J'espère ainsi obtenir la même réduction de la condensation dans les tuyaux qu'avec l'isolation des tuyaux en cuivre.

Voici encore des photos du réservoir installé sans et avec réservoir de gaz:

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Le tout a été fait uniquement pour ne pas avoir à installer les deux réservoirs de condensat plats de la MH&B "Project" situés sur le côté de la machine (car ils gênent l'accès à la machine).

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Le séparateur de condensat pour la machinerie du modèle "Project X" de Marten Howes & Baylis (il faut vraiment que je trouve un meilleur nom, car je n'aime pas du tout cette appellation) a été testé pendant quelques heures lors du rodage de la belle machine "Triple".

Je suis heureux de pouvoir dire que le séparateur fonctionne très bien, qu'il est suffisamment grand et qu'il empêche de manière fiable le condensat d'entrer dans la cheminée.

Certaines parties des conduites de raccordement ont été réalisées avec un tuyau en silicone noir. Il est frappant de constater que le coefficient de dilatation du silicone est apparemment beaucoup plus élevé que celui du cuivre. Non pas que cela soit particulièrement important, mais je n'en étais pas conscient et cela m'a un peu surpris.

Voilà un ensemble bien pensé ! Je dirais mème sacrement étudié et élaboré !  
Je me demande .... ?? Ne serais-tu pas un ingénieur qui a travaillé dans l'industrie par hasard ?
On a hate de voir l'avancement du canot !
Bonne soirée !