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jeudi 25 août 2022

Animation à Montigny-le-Bretonneux

Le 18 Juin dernier, nous étions invités à Montigny le Bretonneux pour faire une animation lors de la fête de quartier Henri Matisse avec l'association "Les passionnés du train" alias LPT. 
   On this June 18th, we were invited at Montigny le Bretonneux to set an animation during the Henri Matisse Neighbourhood fair with the association "Les passionnnés du train" (The train enthusiasts), aka LPT.

C'était l'occasion de faire connaître aux plus jeunes le monde ferroviaire en mettant en œuvre un réseau de train de jardin. L'un des buts de cette animation est de faire participer les enfants en leur faisant conduire ces trains au moyen d'une commande radio, de leur expliquer le fonctionnent des trains et aussi de répondre à leurs questions.
   It was the opportunity to get the youngsters to know the world of trains with an active garden railway. One of the goals of this animation is to have the kids actually drive these trains with a radio controller, to explain to them how trains work and answer their questions.

Edgard et Claude Robinet (Trésorier LPT)

Les locomotives étaient principalement de type diesel ou électrique. 
   The locomotives were mostly electric or diesel engines.


La vapeur n'était pas oubliée avec un belle 141R et une présentation sur écran d'ancien films SNCF. La température caniculaire ne nous permettait pas de faire rouler une locomotive à vapeur vive. Ce n'est que partie remise pour une prochaine exposition.
   Steam wasn't forgotten with a nice 141R (282) and the screening of old SNCF films. The hot temperature that day prevented us to run a live steam locomotive. It is just a delay until the next event.

Pour toutes les photos cliquez ici.
Beaucoup d'enfants, garçons et filles ont pu conduire les trains ! 
Quelques vidéos des circulations:
   To see all the photos, click here.
A lot of kids, boys and girls, could drive the trains !
Some videos of the trains running:



Nous remercions LPT et la maison de quartier Henri-Matisse pour cette invitation et toute la logistique.
Extrait du message de remerciement de Zaoi Dendoune-Yassine, Directrice de la maison de quartier Henri Matisse: "L'ensemble de l'équipe salariée de la maison de quartier Henri Matisse et de la ludothèque "Jeux, tu, ils" se joint à moi pour vous remercier pour votre implication lors de notre fête de clôture du samedi 18 juin 2022. Malgré les fortes chaleurs, vous étiez présents, vous avez donné de votre temps, proposez de belles prestations et animations ce qui à fait un succès de ce temps d'animation collectif et partagé."
Que souhaiter de mieux qu'une prochaine animation ou exposition ?

Thanks to LPT and the Henri Matise neighbourhood house for their invitation and logistics.
Message extract from 
Zaoi Dendoune-Yassine, director of the neighbourhood house: "The whole personnel of the neighbourhood house and games library 'Jeux, tu, ils'  joins me to thank you for your involvement during our closing fair on jun 22nd 2022. In spite of the hot temperatures, you were present, have given of your time, offered nice services and animations, that made the success of this collective and shared moment of animation".
What to expect better than a future animation or exhibition ?


samedi 21 mai 2022

La Classe Vapeur 43 n°3 - '43 steam course n°3

Etes-vous prêts pour une nouvelle leçon ? Pour cette troisième leçon (du samedi), nous poursuivons plus en détails sur la voute et le cendrier. 
   Are you ready for a new lesson? For this third lesson (on Saturday), we continue in more details on the brick arch and ashtray. 


(1)



(2)
(3)
 
Sur la 040, voici ce que cela donne pour le foyer:
On the 080, here's what it looks like inside the firebox:



La tubulure de la chaudière de la 040 :
The boiler tubing of the 080:




Quelques remarques - Some remarks:
(1)
On pourrait s'étonner que les informations ne suivent pas une logique rigoureuse et soient relativement superficielles. Il faut garder à l'esprit qu'il s'agit d'un cours de base pour de jeunes apprentis et que l'objectif est surtout de leur inculquer les grandes lignes de la technologie et le vocabulaire associé. Ils peuvent ainsi comprendre les conversations qu'ils entendent au travail. Pour aller plus loin, il y a d'autres niveaux de cours que les cheminots suivront au fil de leur carrière.
Le rôle de la voûte a été exprimé de manière simplifié: il s'agit moins de refroidir la plaque tubulaire que de limiter son exposition aux flammes directes, source d'usure prématurée.
   One could find strange that the informations do not follow a straightforward course and keep relatively superficial. It is to be kept in mind that this is a basic training for young apprentices and that the goal is it give them the main lines of technology and the associated vocabulary. So they can understand the discussions they hear at work. To go further, there are others  levels the workers will attend during their carreer.
The role of the brick arch is expressed the simple way here: it is less a question of cooling the tube plate than to limit its exposure to direct flames, cause of premature wear.

(2)
L'accent est mis sur les contraintes mécaniques dans la boîte à feu. Que ce soit pour les parois ou les entretoises, l'action des flammes et de la dilatation est un sujet de préoccupation réel. L'utilisation de cuivre, qui transmet bien la chaleur mais se dilate différemment de l'acier, oblige à prendre des dispositions pour surveiller l'usure et la casse.
Il est clairement précisé qu'il n'y a pas de matériau miracle pour résister à cet environnement particulier. De nos jours on a mieux au niveau des alliages mais on n'est pas exempté de cette surveillance car les problèmes de dilatation et de corrosion sont toujours là !
   Emphasis is put on the mechanical constraints in the firebox. Be it for the walls or the stays, the action of flames and  thermal expansion is a real matter. The use of copper, which transmits heat very well but expands differently from steel, requires dispositions to survey wear and breakage.
It is clearly stated there is no miracle material to resist this harsh environment. Nowadays we have better alloys but we are not free from survey because the troubles with expansion and corrosion are still there !


(3)
La Loco Brigadelok a une seule longue virole pour former son corps cylindrique. Pour les grandes machines, c'est trop à rouler en une seule fois, donc plusieurs segments sont mis bout à bout. L'assemblage illustré ici est "télescopique", le diamètre un peu réduit à l'avant réduit un peu le risque de manque d'eau côté foyer quand la machine penche en avant.
   The Brigadelok loco has a single rolled sheet to form its cylinder body. For the large machines, it would be too much to roll in one time, so several segments are attached end to end. The illustraded assembly is "telescopic", the slightly reduced diameter at the front end diminished the risk of lack of water around the firebox when the machine leans forward downhill.

vendredi 11 mars 2022

Bourse de CHEVILLY-LARUE

Partageons quelques photos de notre participation à l'exposition de Chevilly-Larue. 

Let's share some photos of our participation in the Chevilly-Larue exhibition.


Vue de notre stand avec une locomotive type 030 (Lady Ann de Roundhouse) à vapeur vive écartement de 45 mm et des wagons. A défaut de pouvoir transporter la 040, la petite loco a attiré l'attention de beaucoup de visiteurs qui se demandaient si c'est une vraie machine à vapeur. Et bien oui! Dommage que nous n'ayons pu en faire la démonstration.

View of our stand with a steam locomotive type 030 (Lady Ann of Roundhouse) swith a 45 mm gauge and wagons. Failing to be able to carry the 040, the small loco attracted the attention of many visitors who wondered if it is a real steam engine. Well yes! Even if we couldn't demonstrate that.

Nous avions aussi mis une tablette avec un diaporama pour illustrer les grandes étapes de la restauration de la Brigadelok! 
We also put a tablet with a slideshow to illustrate the major stages of the work on the Brigadelok!


Il y avait de nombreux philatélistes et cartophiles, nous avons exposé notre modeste collection qui nous a permis d'engager la discussion et présentation de notre démarche aux visiteurs.

There were many philatelists and cartophiles, we exhibited our modest collection which allowed us to engage in the discussion and presentation of our approach to visitors.

D'autres documents tels que les plans de la locomotive 040 et un petit manomètres illustraient bien la partie complexe de la vapeur. 

Other documents such as the plans of locomotive 040 and a small pressure gauge illustrated the complex part of the steam.



Nous étions dans un environnement où le modélisme ferroviaire était bien présent avec des coffrets de trains anciens à l'échelle O (JEP) et aussi des classiques de la marque JOUEF en HO.

We were in an environment where model railroading was present with boxes of old trains on the O scale (JEP) and also classics of the JOUEF brand in HO.



Cherchez les intrus !

Look for intruders!


Un grand merci à l'organisateur Philippe Tailleferre et au club organisateur ! Nous espérons revenir l'année prochaine avec des animations !

A big thank you to the organizer Philippe Tailleferre and the organizing club! We hope to come back next year with animations!

lundi 7 février 2022

The Brigadelok Society

C'est fait, l'association a été créée, il y a un an déjà !
   Here it is, the association has been created, one year ago already !

La déclaration déposée en préfecture a été publiée au Journal Officiel, l'association dispose désormais d'une existence légale officielle.
   The form deposited at the Prefecture has been published in the Journal Officiel, the association now has an official legal existence.

Voyons tout d'abord ce que signifie l'objet déclaré de cette association:
"Promouvoir la restauration de locomotives à vapeur de tout type dont le type Brigadelok, restaurer ou participer à la restauration de locomotives et de matériel ferroviaire, roulant ou fixe, faire circuler sur des réseaux touristiques ou privés la ou les locomotives et matériel roulant restaurées par ses membres, faire des démonstrations auprès du public, documenter les recherches et travaux effectués pour un partage des connaissances, qu'ils soient directs ou par l'intermédiaire de supports matériels ou virtuels".
   First, let's see what does the subject of the association mean: 
"To promote the restoration of steam locomotives of any types, included the Brigadelok type, restore or attend to restoration of locomotives and railway equipments, both stationary and rolling stock, to have the equipments restored by its members running on touristic or private railways, to perform demos in public, to document researches and works to share knowledge, be it in direct or via material or virtual supports".

Il s'agit donc de parler de la restauration de locomotives à vapeur, dont la Brigadelok que nous avons sous la main, mais également d'autres modèles. Il n'y a pas d'exclusion a priori sur le type de matériel pouvant être couvert par les actions de l'association.
Il s'agit aussi d'action concrète de restauration, pas seulement de dissertation théorique, aussi bien du matériel associatif que de tiers, pas d'exclusivité non plus sur la provenance du matériel concerné.
   It is then all about restoring steam locomotives, including the Brigadelok one we have at hand, but also other models. There is no exclusion a priori on the type of equipment which could be covered by the actions of the association.
It is also an actual restoration action, not only theroretical discussion, of the association's or external equipments, no exclusion either upon the origin of the equipment.

De même, il peut s'agir de matériel en tout genre et pas seulement de locomotives, puisqu'il est prévu de pouvoir traiter de matériel roulant ou fixe, ce qui peut inclure des wagons, les engins diesel, des équipements de voie, de l'outillage, etc. On ne se limite vraiment pas à la seule locomotive Brigadelok, tout ce qui va autour, de près ou de loin, peut trouver une place dans le projet d'ensemble.
   Also, it could be all kind of equipment, and not only locomotives since it is planned to work on rolling or stationary items, it can include coaches, diesel engines, track equipment, tools, etc. We really don't set limits on the sole Brigadelok locomotive, everything around, near or farther can find its place in the whole project.

Faire circuler le ou les matériels sur des réseaux extérieurs à celui de garage habituel est un moyen de partager concrètement le résultat des travaux effectués dans le cadre d'échanges festifs et culturels.
Les démonstrations en public peuvent être de nature très variées. Ne se limitant pas à la conduite de la locomotive, il peut également être traité de tout sujet relatif à l'exploitation ou à la maintenance, ou aux principes physiques mis en œuvre.
   To have some of the equipments running on other railways than their usual one is one way of sharing the result of the job done during festivals and cultural exchanges.
Demos in public can be of various nature. Not limited to riding the loco, it can be dealt with any subject related to operation and maintenance or the physics principles at work.

La documentation des recherches et travaux se traduit principalement par ce blog et par les vidéos publiées sur la chaîne Youtube. Des publications directes ou des participations à des éditions externes peuvent également contribuer à élargir la portée de nos communications. La participation à des expositions est enfin un autre moyen d'aller à la rencontre du public.
   Documentation of research and works mainly translates into this blog and the video published on the Youtube channel. Direct publishing or contribution to other editions can also contribute to enlarge the range of our communications. Attending to exhibitions is yet another mean to go meeting the public.

Concrètement, on va continuer à travailler sur la loco, mais on va élargir notre champ d'action pour ne pas se limiter à cette seule loco. En effet, c'est une machine qui s'inscrit dans un cadre bien particulier, de par son origine et son époque, or cela ne représente qu'une toute petite partie du monde ferroviaire. Ainsi, il peut être intéressant de comparer sa technologie à celle de machines d'autres provenance, d'autres époques, pour d'autres usages.
   Concretely, we will continue to work on the loco, but we will enlarge our scope of action not to be limited only to this loco. Indeed, this is a machine that fits a very peculiar frame, due to its origine and period of time, but it represents only a small fraction of the railway world. So, it could be interesting to compare its technology to machines coming from somewhere or some time else, or for other usage.

De même, nous avons déjà eu l'occasion de dire et de montrer que le train fait appel à beaucoup de corps de métiers. Il est donc possible d'aborder le sujet depuis de nombreux points de vue, et faire comprendre que c'est accessible à tous, sans forcément être technique. On n'est pas cheminot de naissance, cela s'apprend. Et c'est pareil pour tous les métiers en relation avec le train, ce qui veut dire qu'il y a plein de voies d'accès, souvent inexplorées.
   As well, we already had the opportunity to say and show that the train calls out for many occupations. It is then possible to treat the subject from numerous points of view, and have one understand it is accessible to all, not necessarily being technical. No one is a railway worker since birthday, it something we learn. And it is the same for every job related to trains, meaning there are lots of access ways, many unexplored.

Nous allons donc développer de nouveaux sujets en espérant capter l'attention de nouveaux publics par une approche originale. Si vous connaissez quelqu'un correspondant aux profils que nous présenterons, parlez-lui de notre association !
   We will then develop new subjects hoping to get the attention of a new public with an original approach. I f you know someone corresponding to one of the profiles we will present, please tell him/her about our association !

La pandémie Covid19 et la lutte désordonnée contre ce fléau nous restreint fortement dans nos possibilités de rencontres et réduit aussi notre capacité de déplacement et action sur la machine. Nous profitons donc de ce contretemps pour mieux nous structurer pour offrir une base cohérente au projet que nous allons développer. Nous espérons vous compter parmi nous bientôt.
   The Covid19 pandemic and the chaotic fight against it hinders us in our meeting possibilities and reduces our ability to move and work on the machine. We then use this time to improve our structure to offer a coherent basis to the project we will develop. We hope to count you among us soon.


 

lundi 24 janvier 2022

Venez nous voir à la Bourse de CHEVILLY-LARUE

 The Brigadelok Society sera présent à la bourse de CHEVILLY-LARUE le 6 Février 2022. Ce sera dans le gymnase Marcel Paul en centre ville. Nous nous y préparons dés à présent et nous serions heureux de vous y retrouver!

 The Brigadelok Society will be present at the CHEVILLY-LARUE event on February 6, 2022. It will take place at Marcel Paul gymnasium in the city center. We are preparing for it now and we would be happy to see you there!


Conformément aux mesures sanitaires actuelles, il n'y aura pas de buffet.

In accordance with the current sanitary measures, there will be no buffet.


vendredi 7 janvier 2022

La Classe Vapeur 43 n°2 - '43 steam course n°2

La suite de la classe 43 avec la suite de cette première leçon et la deuxième leçon.
Les parties abordées sont la boîte à feu, le foyer. Un focus est fait sur les entretoises qui ont un rôle clef.
   Continuation of the '43 steam course with the end of lesson 1 and lesson 2.
The subjects are the firebox, the hearth. A focus is made on the spacers and their key role.


Nous suivons le livre de référence "Le monteur-mécanicien des chemins de fer" chapitre 1 page 13 paragraphe 4.
Rappelons que la boîte à feu prolonge le corps cylindrique. Elle est constituée d'une plaque avant, d'une plaque arrière et d'une enveloppe en acier doux. Pour l'assembler il faut un grand nombre rivets. Cette opération de rivetage ne peut se faire que lorsque l'acier est recuit.
Les bords sont chanfreinés (petite surface formée par une arête abattue) au raccordement des deux parties. La plaque avant est emboutie et rivée sur la première virole du corps cylindrique.
Il faut installer à l'intérieur de cette boîte à feu le foyer proprement dit.
   We follow, as a reference, the book "Le monteur-mécanicien des chemins de fer" (the railway mechanic) chapter 1 page 13 §4.
Let's say again that the firebox prolongs the cylinder body. It is formed of a forward plate, a rear plate and a mild steel enveloppe. To assemble it, a great number of rivets is necessary. This riveting operation can be done only when the steel is annealed.
The edges are chamfered (small surface created by removing the edge) where the two parts meet. The forward plate is stamped and riveted on the first ferrule of the cylinder body.
The hearth will be installed inside this firebox.





Voyons d'un peu plus près comment sont réalisées les liaisons entre le foyer et les flancs.
  
Let's have a closer look at how the the links between the hearth and the sides are made.


Comme vous pouvez le lire la pression est très importante.
Un dernier élément important à noter est que le facteur dominant qui conditionne la puissance de la chaudière est la surface de la grille. (1)
   As you can see, the pressure is really important.
A last important element to consider is that the dominating factor conditioning the boiler power is the grate surface.

(2)

C'est tout pour cette leçon !
   That's all for that lesson !

(1) La notion de surface de grille est effectivement retenue pour comparer les chaudières. Le nombre de tubes, leurs dimensions, avec ou sans surchauffe, c'est pour tirer parti de la chaleur produite dans le foyer et cela se module en fonction de ce qu'on cherche à faire. Mais cela sera de toute façon limité par cette capacité du foyer à générer de la chaleur, donc plus la grille est grande, plus on a de feu actif et plus on produit de chaleur. C'est la même considération pour les chaudières de marine.
   The notion of grate surface is actually used to compare the boilers. The number of tubes, their dimensions, with or without superheating, it is for extracting the heat produced in the hearth and it is modulated according to what is needed. But it will always be limited by this ability of the hearth to generate this heat, so the larger the grate, the more we have active fire, the more we produce heat. It is the same consideration for the navy boilers.

(2) Remarquez la complexité des dessins, on n'est qu'à la deuxième leçon ! Pour quelqu'un qui a des notions de technologie, ça passe, bien que ce ne soit très souvent compris qu'en partie. Ce que nous voyons là, c'est ce que découvre un apprenti qui n'a pas forcément les notions préalables de mécanique et/ou de physique. Il nous manque bien sûr tout ce que le formateur peut apporter comme information orale ou écrite au tableau, ou encore les éventuels modèles didactiques, mais force est de constater que la courbe d'apprentissage est plutôt raide, même en tenant compte que l'enseignement de l'époque était plus efficace que maintenant...
   Note the complexity of the drawings, we are only at lesson two ! For someone with notions of technology, it is accessible, even if only partially understood. What we see here is what discovers a young apprentice who has not necessarily the basis of mechnanics and physics. Of course, we lack what the instructor can bring in verbal or written information, or the eventual didactic models, but we must admit that the learning curve is rather steep, even considering that teaching at the time was more efficient than today.

samedi 6 novembre 2021

Les injecteurs: principes généraux - Injectors: basic principles

Les injecteurs sont des appareils indispensables au fonctionnement d'une chaudière à vapeur: ils y remplacent l'eau consommée. Pour les restaurer et les entretenir correctement, il faut comprendre comment ils fonctionnent.
   The injectors are mandatory for a steam boiler operation: they replace the consumed water. To restore and maintain them, it is neccessary to understand how they work.

Une chaudière dont on ne remplacerait pas l'eau consommée par l'utilisation de la vapeur verrait son niveau d'eau baisser dangereusement. Oui, dangereusement, car les tôles du foyer ne seraient plus refroidies, se déformeraient au point de finir par rompre, c'est l'explosion. On ne le dira jamais assez, la quantité d'énergie accumulée dans une chaudière à vapeur est colossale. En cas d'explosion, non seulement il y a tout le volume de vapeur qui se détend brusquement, mais aussi toute l'eau bouillante. Sous l'effet de la baisse brutale de la pression, elle se vaporise instantanément et cette vapeur se détend à son tour.
En évitant ce scénario catastrophe, les injecteurs sont bel et bien des acteurs indispensables de la sécurité. Alors comment fonctionnent-ils ?
   A boiler of which we wouldn't refill the water consumed by its use would see its level get dangerously low. Yes, dangerously because the hearth sheets wouldn't be cooled down anymore and could distort then rupture, it is an explosion. We could never say it enough, the amount of energy accumulated in a steam boiler is tremendous. In case of explosion, not only the volume of steam brutally expands, but also does all the boiling water. Under the effect of the sudden fall of pressure, it instantly vaporizes and this steam then expands too.
Avoiding a disaster scenario, the injectors are actually essential actors of safety. So, how do they work ?


Tout d'abord, examinons les données du problème. Nous avons une chaudière avec une pression interne et une réserve d'eau à pression atmosphérique. Le problème est donc de faire entrer cette eau dans un réservoir déjà pressurisé avec les seuls moyens du bord: l'énergie dans ce fameux réservoir, la vapeur.
La solution la plus simple d'une pompe à piston est valable mais on oublie direct l'idée d'une pompe à main: trop d'efforts à fournir sur une loco à cause du volume à traiter. On considère donc une pompe mécanique mue par la vapeur. Cela a l'inconvénient d'injecter de l'eau froide dans la chaudière et la vapeur motrice de la pompe étant relâchée dans l'atmosphère, elle représente une consommation d'eau supplémentaire. On exclut l'exploitation du mouvement de la machine (ça fonctionne mais ce n'est pas toujours disponible), car on doit pouvoir injecter même à l'arrêt.
   First of all, let's have a look at the problem's data. We have a boiler with an internal pressure and a water tank at atmospheric pressure. The problem is to make this water to enter a pressurized vessel with the sole means on board: the energy in this vessel, the steam.
The most simple solution of a piston pump is valid but we must discard the idea of a hand driven pump: too much efforts to provide on a loco because of the required volume. So we consider a mecanical steam driven pump. It has the inconvenient to inject cold water into the boiler and the steam used to power the pump is lost to the atmosphere, it is an additional consumption of water. We exclude the use of the machine movement (it works, but is is not always available), because we need to be able to inject even during stops.

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La solution repose donc uniquement sur les propriétés des fluides à disposition: la vapeur et l'eau. On sait par l'étude de l'effet Venturi (dérivé du principe de Bernouilli), que faire passer un fluide dans un un cône convergent accélère le fluide et qu'une dépression se forme. Ce fluide, dans la bonne configuration, est donc capable d'en entraîner un autre et nous obtenons une fonction d'aspiration et une fonction de mélange. Aussi curieux que ça puisse paraître, il n'en faut pas plus !
  L'idée de génie d'Henri Giffard est d'utiliser la vapeur pour donner à de l'eau une impulsion suffisante pour créer une pression supérieure à celle du réservoir de destination. En fait, il va s'agir de recréer l'effet d'une masse d'eau dans une conduite qui vient buter sur un obstacle: un coup de bélier continu !
Mais, un coup de bélier est un mouvement ponctuel, voire cyclique, pas continu, me direz-vous. La différence vient de l'événement qui génère le coup. On parle justement de "coup" de bélier parce que c'est un événement brusque et transitoire, mais le principe en action ici est celui de l'inertie du fluide, et donc de l'élan qu'on lui donne. On sait donner cet élan et que nous avons tout ce qu'il faut pour le créer. Voyons donc comment.
   The solution relies only on the properties of the available fluids: the steam and the water. We know, by the study of the Venturi effect (derived from the Bernouilli principle), that a fluid passing through a converging cone accelerates and that a depression is formed. This fluid, in the proper configuration, is then able to draw an other one so we obtain a function of suction and mixing. As strange as it seems, that's all we need !
The genius idea of Henri Giffard is to use the steam to give the water an impulsion capable of creating a pressure surpassing the one in the destination tank. In fact, it will be a question of recreating the effect of a mass of water in a pipe that comes knocking on an obstacle: a continuous water hammer !
But, a water hammer is a ponctual movement, or a cyclic one, not continuous, you will say. The difference comes from the event creating the stroke. We precisely speak of a water hammer because it is a brief and brutal event, but the principle in action here is from the fluid inertia, and the momentum we give it. We know how to give this momentum and have everything to create it.
Let's see how.
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Si on injecte de la vapeur dans un cône convergent disposé pour aspirer de l'eau, on a en sortie une eau chaude accélérée. Cela n'est cependant pas suffisant car l'eau chaude n'est pas à la pression du réservoir et va buter contre le clapet anti-retour de l'entrée du réservoir, sans pouvoir l'ouvrir. En effet, la vapeur a suivi des tuyauteries froides, a rencontré de l'eau, elle s'y est condensée et lui a donné son énergie au passage.
De son côté, l'eau a capté cette énergie: elle a pris de la vitesse et monté en température. Ce n'est toujours pas suffisant car il est clair que le procédé perd de l'énergie et ne peut donc pas dépasser la force initiale, la pression du réservoir.
On va donc tricher en créant un volume intermédiaire dont le mode de remplissage va amplifier la pression en utilisant ce qu'on vient de créer: une masse d'eau en mouvement.
  C'est en injectant cette eau dans un cône divergent que l'amplification se produit. Plusieurs phénomènes thermodynamiques entrent en jeu, ils sont décrits dans différents ouvrages avec force calculs, contentons-nous ici d'une description sommaire.
Dans le cône divergent, le volume va en augmentant et on pourrait croire que la pression doit baisser, mais elle augmente au contraire car la vitesse diminue. L'effet Venturi fonctionne dans les deux sens et la loi de conservation de l'énergie nous indique que celle perdue en vitesse doit bien se retrouver quelque part: en pression. Ce phénomène se constate facilement avec un tuyau de jardin dont on sent le durcissement lorsque l'on referme le jet. L'énergie qui n'est plus utilisée pour le déplacement de l'eau s'applique sous forme de pression statique.
   If we inject steam in a convergent cone set to suck water in, we get an outflow of accelerated hot water. This is not enough  because the hot water is not at the tank pressure and will run up against the check valve at the entry of the tank, without being able to open it. Indeed, the steam passed through cold piping, met water, condensed in it and gave it its energy.
On its side, the water captured this energy: it got speed and rose in temperature. It is still not enough because it is clear the process looses energy and can not overcome the initial force that is the tank pressure.
So we will cheat creating an intermediate volume of which the filling mode will amplify the pressure using what we just created, a moving mass of water.
It is while injecting this water in a divergent cone that the amplification takes place. Several thermodynamic phenomenons are involved, they are described in different books with detailed calculations, let's just have a summarized description.

In the divergent cone, the volume goes increasingly and we could believe that the pressure would drop, but it rises instead because the speed is lower. The Venturi effect works both ways and the energy conservation law tells us that the energy lost in speed must be found elsewhere: in pressure. This phenomenon is easily observed  with a garden hose we can feel hardening when closing its end. The energy that is no more used for travelling the water acts now as a static pressure.
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Alors pourquoi la pression monte dans le cône divergent au lieu de s'échapper par le trop-plein, qui mériterait alors bien son nom ?
En fait, l'eau a tellement de vitesse en entrant que, du fait de sa masse, elle exerce une pression supérieure à celle régnant dans le cône, elle peut donc continuer à entrer. Le trop-plein n'agit que lors des transitions, quand le jet n'est pas optimum et la pression insuffisante pour l'injection.
Le résultat, puisqu'on est dans le train, est comparable à la foule qui se presse dans le métro aux heures de pointe. Les passagers qui montent poussent ceux qui sont déjà à l'intérieur et se trouvent donc de plus en plus serrés. C'est exactement ça qui se passe dans notre cône divergent, sauf que l'eau arrive en courant et finit par éjecter des passagers déjà présents: c'est l'ouverture du clapet !
   Then why does the pressure rise in the divergent cone instead of escaping through the overflow that would merit its name ?
In fact, the water has so much speed that, due to its mass, it applies a pressure superior to the one in the cone, it can continue to enter. The overflow acts only during transitions, when the jet is not optimum and the pressure too low for injection.
The result, as we are in the train, is comparable to the crowd pressing in the subway cars at rush time. The entering passengers push against those already there and getting more and more tight. Thas is exactly what happens in our divergent cone except that the passengers come in running and finally eject the already present passengers: the check valve is opening !


Pour illustrer visuellement le phénomène, un exemple simple avec un fluide visqueux. S'il coule lentement, il a tendance à se déposer à la surface puis à s'étaler. Mais s'il tombe de plus haut, ce qui lui donne une plus grande vitesse, la chute pénètre la surface. On n'a pas changé la densité, ni la température, mais l'énergie potentielle supérieure du fait de la plus grande hauteur, donc plus grande vitesse, permet au fluide de franchir la tension de surface dans le récipient.
   To visually represent the phenomenon, a simple example with a viscous fluid. If it flows slowly, it has a tendancy to form a deposit on the surface then to spread out. But if it drops from higher, giving it more speed, the flow penetrates the surface. We did not change the density, nor the temperature, but the higher potential energy due to the greater height, then greater speed, allows the fluid to overcome the surface tension in the recipient.
Lien vers la vidéo en bas de page
Link to the video lower in this page

 

Bon, d'accord, l'eau entre, mais d'où vient la pression ?
En fait, le jet d'eau est comparable à un clou qui entre dans un bout de bois. Si on essaye de le planter à la main, la résistance du bois l'empêche de pénétrer. Mais si on lui donne de l'élan avec un marteau, il écarte les fibres du bois et s'y enfonce. La faible section du jet d'eau a le même effet que la pointe du clou: présenter une moindre surface à l'opposition de la matière déjà présente en face. Mais nous avons un volume défini et on y entasse de plus en plus de fluide, il se crée donc une pression. A un moment, la pression est à un niveau tel que le clapet s'ouvre et l'eau entre dans la chaudière. Cela se produit en fait assez vite puisque l'eau est incompressible dans ces conditions et que le circuit considéré est relativement court.
Au final, nous avons utilisé de la vapeur, mais l'avons rendue condensée à la chaudière, et l'eau injectée était chaude, causant beaucoup moins de perte calorique qu'une pompe. Les avantages de l'injecteur lui ont permis de surpasser les pompes, même les plus évoluées de type Worthington, grâce à un meilleur rendement et une conduite et un entretien simplifiés.
   Well, OK, the water gets in, but where does the pressure comes from ?
In fact, the water jet is comparable to a nail entering a piece of wood. If we try to push it in by hand, the wood resistance prevent it from getting in. But if we give it momentum with a hammer, it spreads out the wood fibers and gets in. The low section of the water jet has the same effect of the nail's tip: to present a lesser surface to the opposition of the matter already present upfront. But we have a definite volume and get more and more fluid in, then a pressure is created. Comes the moment when the pressure is such that the check valve opens and the water enters the boiler. It happens rather quickly in fact, since the water is incompressible in these conditions and the circuit relatively short.
   In the end, we used some steam, but returned it condensed to the boiler, and the injected water was hot, causing far less caloric loss than a pump. Tha advantages of the injector allowed it to surpass the pumps, even the most evolved ones like the Worthingtons, thanks to a better efficiency, and easier operation and maintenance.


Ce qui est décrit ici est la fonction essentielle d'un injecteur. Il en existe plusieurs variantes selon la disposition des organes. On distingue par exemple des injecteurs "aspirants" (capables de puiser l'eau d'un réservoir situé plus bas) et "en charge" (constamment remplis et n'ayant donc pas besoin d'aspirer l'eau). On distingue aussi les modèles à amorçage manuel classique des versions "restarting" (qui se réamorcent tout seuls en cas de manque d'eau passager). Il y a même eu des injecteurs utilisant la vapeur à l'échappement des cylindres pour en exploiter la puissance résiduelle ! Ces appareils sortent du cadre de cette étude, précisons simplement que comme ils ne fonctionnent évidemment pas à l'arrêt, ils ont fini par être équipés d'une arrivée de vapeur depuis la chaudière et il était finalement plus simple de n'avoir que l'injecteur simple.
Nous verrons dans d'autres articles la constitution d'injecteurs aspirants, l'un à amorçage manuel, l'autre en "restarting". Avant cela, nous verrons déjà les difficultés qu'on rencontre le plus fréquemment avec les injecteurs et leurs causes.

Vous pouvez retrouver cette explication en vidéo sur notre chaîne Youtube, avec les 
illustrations animées très explicites.

   What is described here is the essential function of an injector. There are several variants, depending on the organs disposition. We can distinguish, for example, the "suction" injectors (capable of getting water from a lower tank), and the "in charge" ones (constantly filled then no need to suck the water in). We also distinguish the models with classic manual priming from those the "restarting" versions (self-priming after a momentary lack of water). There also were some injectors using the steam escaping the cylinders to reclaim its residual power ! These devices are autside the frame of this study, let's just precise that they obviously did not work during stops, so they were fitted with a steam supply from the boiler, it was simpler to keep using the classic injector.
We will see in future articles the constitution of aspiration type injectors, one with manual priming and the other in the restarting version. Prior to this, we will see the difficulties most frequently encountered with injectors and their causes.
You can find these explanations in a video on our Youtube channel, with explicit animations.