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.

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.

La Classe Vapeur 43 - '43 steam course

Bonjour, prenez vos cahiers et soyez attentifs!
   Hello, open your copybook and listen carefully!

Voici la première leçon sur la technologie de la locomotive à vapeur.
C'était en 1943, le samedi, et un des élèves était le jeune Roger MENU qui était en apprentissage à la SNCF. Vous allez découvrir à travers son cahier de cours les fondamentaux de techniques ferroviaires de la traction vapeur.
Tous les schémas étaient réalisés à la main. D'abord une ébauche au crayon puis une mise au propre à l'encre. Les cahiers étaient vérifiés régulièrement par le professeur et il fallait que ce soit impeccable.   
   This is the first lesson on the steam locomotive technology.
It was in 1943, on saturday, and one of the students was the young Roger MENU, aprrentice at SNCF. You will discover, through his copybook, the technical fundamentals of the steam traction.
All the schematics were drawn by hand. First a draft with a pencil, then a finalization with ink. The copybooks were frequently inspected by the professor and must be neat.

*

Les cours s'appuyaient sur le livre de la profession "Le monteur mécanicien des Chemins de fer - Tome 1 Technologie de la locomotive" écrit par G. DUBOS. Ce livre était disponible à la librairie de l'enseignement technique 61, boulevard Saint-Germain à Paris Vème. Elle existe toujours et si je vous dit librairie Eyrolles alors là vous situerez tout de suite! **
   The lessons relied on the reference book "The railway mechanics", written by G. DUBOS. This book was available at the technical teaching library, 61 Boulevard Saint-Germain, Paris 5. It still exists today, and if I say Eyrolles library, you might know it ! **

Cette première leçon s'appuie sur la première partie , chapitre 1 la chaudière.

Pour illustrer, en savoir plus, nous vous invitons à cliquer sur le libellé (dans la liste à droite de l'écran) correspondant au sujet. Ainsi en cliquant sur le libellé "Chaudière" vous pourrez lire (ou relire) l'article détaillé de la chaudière de la locomotive 040 (Brigadelok).

C'est tout pour aujourd'hui. Rendez-vous à la prochaine leçon!

    This first lesson relies on the first part, chapter 1, the boiler.
For more informations, we invite you to click on the label (right part of the screen) corresponding to the subject. Thus, by clicking on the label "Boiler", you could read (or reread) the detailed article about the boiler of the 080 locomotive (Brigadelok).
That's all for today. See you for the next lesson !

 

 

*
Notez l'attention portée, dès le premier cours, à des détails comme la rétention d'eau dans les viroles de la chaudière pour prévenir la corrosion après vidange ou l'accumulation de dépôts indésirables. C'est déjà une mise en avant de l'importance de garder les chaudières propres.

   Note the attention given, from the first lesson, to details like water retention inside the boiler body to prevent corrosion when empty or the pile-up of unwanted sediments. It is already a highlighting of the importance of keeping the boilers clean.

**
Léon Eyrolles est le créateur d'un cours par correspondance, d'une école des travaux publics, puis d'une librairie technique, toujours en activité à ce jour. Le groupe Eyrolles a publié de très nombreux ouvrages de références en tous domaines et reste un incontournable dans les domaines techniques.

   Leon Eyrolles is the creator of a correspondence learning course, a school of public works, then a technical library, still in activity today. The Eyrolles group has published numerous reference books in every domains and remains unavoidable in the technical field.

Un 2e fanal - A 2nd front light

Nous avons trouvé un fanal pour la loco il y a déjà quelques temps, nous avions travaillé à sa remise en état et présenté les techniques mises en œuvre à cette occasion. En voici un autre, avec un air de famille.
   We found a front light for the loco some times ago, we worked on its reconditioning and presented the techniques used on the occasion. Here is another one which looks alike.

 

Et pour cause, il est du même modèle, très largement employé par la SNCF en son temps. Il est en très bon état, il ne lui manque que deux de ses filtres colorés, un problème habituel dirait-on sur ces appareils. Ça ne nous a pas arrêtés la première fois, on maîtrise cette partie.
Ce sont surtout les circonstances pour le trouver qui sont originales, sans être exceptionnelles: un ami voit une lanterne exposée sur une brocante de province et m'envoie un message pour me demander mon intérêt. Acheter en direct sur une brocante est déjà parfois la cause de surprises, le faire par intermédiaire augmente nettement le risque.
   For the good reason it is of the same model, largely used by the SNCF back in time. It is in very good condition, it only lacks two of its colored filters, a somewhat usual problem on this devices. It did not stop us last time, we can handle this.
It is rather the circumstances to get it that were original, but not exceptional: a friend sees a lantern for sale on a distant flea market and text me to ask if I am interested. To buy on a flea market is sometimes already a cause of surprises, to buy from distance increases the risk.

Et pourtant, grâce à la technologie moderne, et par échanges par téléphones mobiles, j'ai pu voir l'objet qui me disait quelque chose. Comme je ne suis pas vraiment connaisseur du sujet et que notre premier fanal est chez Edgard, je dois vérifier ici, sur ce blog. C'est plus facile d'accès que mes archives personnelles quand je ne suis pas chez moi.
Les photos me confirment rapidement qu'il s'agit bien du même modèle et me servent de référence pour vérifier si ce qu'on me propose est en bon état.
   Anyway, thanks to modern technology, and with exchancges via mobile phones, I could see the object seemed familiar. As I am not a specialist of the subject and our first lamp is at Edgard's place, I must check here, on this blog. The access is easier than to my personal archives, in particular when I am not at home.
The photos quickly confirm that it is actually the same model and serve as a reference to check if what is offered is in good condition.

Je contacte quand-même Edgard pour lui demander son avis sur l'opportunité d'acheter cette lanterne, car je n'y connais pas grand chose. En fait, je sais bien que ce n'est pas "compatible" avec la loco, la première a été ajoutée pour habiller la machine mais hors contexte historique. Un deuxième exemplaire, malgré cet anachronisme, peut cependant nous apporter une certaine flexibilité dans le schéma d'éclairage "pour le fun".
La concertation aboutit rapidement à la conclusion que pour le prix demandé, et vu le bon état apparent, l'achat n'est pas déraisonnable, je donne donc le feu vert à mon ami pour retourner voir le vendeur, prendre quelques infos de plus, puis négocier un peu. Rapidement, l'affaire est faite et la lanterne m'est remise quelques jours plus tard.
   Still I phone Edgard to ask him for advice on the opportunity to buy this lamp because I do not know much about it. In fact, I actually know it is not "compatible" with the loco, the first one was added to complete the machine but outside the historic context. A second lamp, in spite on the anachronism, could give us a certain flexibility in our lighting scheme 'for the fun".
The discussions rapidly reach the conclusion that, for the price, and considering its overall good condition, the purchase is reasonable, so I give the greenlight to my friend to see the seller again, ask a few more questions ans start negociating. The deal is done quickly and the lantern is brought to me a few days later.

L'inspection immédiate est plutôt rassurante, la lanterne est vraiment en bon état. A part les filtres en verre et la peinture à reprendre, il ne manque que la mèche pour la rendre opérationnelle. Par contre, son système de fixation n'est pas aussi polyvalent que la première et ne comporte que le logement pyramidal. L'opportunité de compléter sera décidée lorsque nous en serons à envisager les possibilités d'emplacement sur la loco.
Il y a pourtant bien d'autres choses à faire avant et, si la restauration du fanal peut être mené à bien assez rapidement, sa mise en place n'est pas prévue de si tôt...
   The immediate inspection is rather comforting, the lamp is really in good condition. Apart from the colored glass filters and the paint job to do, it lacks only its wick to be operational. On the opposite, its fitting system is not as polyvalent as for the first lamp, it only has the hollow pyramid device. The opportunity to complete it would be discussed when we will be about to choose its place on the loco.
There are lots of things to do before and, if the lamp restoration could be done pretty rapidly, it installation is not scheduled for soon...

Nicolas.

 

Moteur Stirling

La vapeur c'est bien mais c'est aussi dangereux! Dans les premiers temps de l'apparition des machines à vapeur, toutes sortes de machines étaient créées. Avec la recherche de performance certains risques étaient pris et parfois cela se finissait très mal.
   Steam is nice, but it’s also dangerous! In the early days of the appearance of steam engines, all kinds of machines made were created. With the search for performance some risks were taken and sometimes it ended very badly.

 

Robert Stirling invente en 1816 le moteur à air chaud qui devait être une alternative aux moteurs à vapeur "classiques". L'idée était géniale et il a fallu plus d'un demi siècle pour que l'on puisse décrire mathématiquement son cycle de fonctionnement.
   In 1816, Robert Stirling invented the hot air engine, which was to be an alternative to "classical" steam engines. The idea was brilliant and it took more than half a century for its cycle to be mathematically described. 

Le succès a été au rendez-vous (pompe hydraulique) mais la puissance restait relativement limitée au départ. Au fur et à mesure des décennies, les développements permettent d'atteindre des puissances plus importantes et en utilisant toutes les sources de chaleur possibles.
   The success was there (hydraulic pump) but the power remained relatively limited at the start. As the decades go by, the developments make it possible to reach greater powers using all possible sources of heat.

Le principe/ Principle:

Tout est basé sur un cycle de thermodynamique. Il y a plusieurs types de moteurs Stirling (Alpha, Beta, Gamma). Le type Alpha est plutôt bien pour démarrer et comprendre le principe. Il est composé de deux pistons : un chaud et l'autre froid, d'une roue qui relie les transmissions des deux pistons.
   Everything is based on a thermodynamic cycle. There are several types of Stirling motors (Alpha, Beta, Gamma). The Alpha type is pretty good for getting started and understanding the principle. It consists of two pistons: one hot and the other cold, a wheel that connects the transmissions of the two pistons.

Le fonctionnement est un peu comme une valse à 4 temps:

Temps 1  : On chauffe le piston chaud à volume constant,

Temps 2 :  Une détente du gaz se fait et pousse le piston chaud qui envoie une partie du gaz qui se refroidit vers le piston froid,

Temps 3 : Refroidissement du gaz dans le piston froid et diminution de la pression, le piston froid descend, 

Temps 4: Le gaz augmente à nouveau de volume et compression, et le cycle recommence.

The operation is a bit like a 4-step waltz:

Step 1 : The hot piston is heated at constant volume,

Step2: A gas expansion occurs and pushes the hot piston which sends some of the gas that to cool in the cold piston,

Step 3: Cooling the gas in the cold piston and decreasing pressure, the cold piston goes down,

Step 4: The gas increases again in volume and compression, and the cycle starts again

Ci-après une illustration de ce type de moteur (que nous n'avons pas fabriqué). On peut voir sur la première photo le bruleur qui fonctionne avec de l'alcool à brûler, le cylindre en verre avec le piston chaud, la roue. 
   Below is an illustration of this type of engine (which we did not manufacture). We can see in the first photo the burner that works with methylated spirits, the glass cylinder with the hot piston, the wheel.

Vues de la maquette du moteur

Sur la photo suivante, on peut voir les deux cylindres avec le piston chaud, la communication entre les deux pistons, les transmissions.

   In the next picture, we can see the two cylinders with the hot piston, the communication between the two pistons, the transmissions.

En vidéo:

Avec une vidéo c'est encore mieux ici
    Better in Video here

Voilà, vous venez de découvrir ou redécouvrir une des facettes de la vapeur.
   Well, you have just discovered or rediscovered one of the facets of steam.

Photos de la loco pendant l'été/Photos of the loco during the summer

Pendant l'été notre locomotive profite des quelques rayons de soleil!

During the summer our locomotive enjoys the few rays of sunshine!

 Merci à Julien pour les photos.

 Thanks to Julien for the photos.

Quelques Nouvelles de la loco/Some News from the loco

Quelques nouvelles à partager depuis notre dernier passage à Rillé du 23 au 25 Mai avec Nicolas.
   Some news to share since our last visit to Rillé from May 23rd to 25th with Nicolas.

La loco était toujours bien tranquille dans la rotonde et nous attendait sagement. Elle avait été un peu envahie par des réservoirs et autres pièces détachées qui n'avaient rien à voir avec notre restauration. Cela a été vite nettoyé (car il ne faut pas laisser le désordre s'installer). Le dôme d'habillage (en cuivre) du dôme vapeur avait atterri sur une des caisses à eau alors que nous l'avions stocké (avec d'autres pièces) dans un wagon dédié à cet usage. Nous l'avons remis en place pour éviter que cela ne soit endommagé où même ne disparaisse (c'est une très belle pièce en cuivre).
   The loco was always very quiet in the depot and waited for us wisely. It had been invaded somewhat by tanks and other spare parts that had nothing to do with our restoration. This was quickly cleaned up (because one should not let the mess settle). The presentation copper dome of the steam dome had landed on one of the water tank while we had stored it (with other parts) in a wagon dedicated to this use. We put it back in place to prevent it from being damaged or even disappearing (it’s a very nice piece of copper).

Nous avons fait un bon nettoyage de la loco en enlevant les poussières (d'où l'utilité des chiffons que l'on ramène à chaque fois). Un petit coup de gasoil sur les tôles et son aspect est plus rutilant.
   We made a good cleaning of the loco by removing the dust (hence the usefulness of the rags that we bring back each time). A little bit of diesel fuel on the sheet metal and its appearance is brighter.

Même si elle n'est déplacée que très occasionnellement, nous avons nettoyé les parties mécaniques mobiles. Il y a des endroits où la graisse s'était figée (avec de la saleté) et quelques points ont été graissés à minima pour avoir un bon entretien et éviter de la corrosion.
   Even if it is moved only very occasionally, we cleaned the moving mechanical parts. There are places where the grease had frozen (with dirt) and some points were greased to a minimum to ensure good maintenance and avoid corrosion.

Nous avons pu finir de remonter la dernière fenêtre de la cabine. La vidéo pour conclure cette série est en cours (merci à Nicolas).
   We were able to finish the last window of the cabin. The video to conclude this series is in progress (thanks to Nicolas).

La cabine a été entièrement nettoyée et cela n'était pas du luxe et met aussi en valeur de restauration des fenêtres.
   The cabin was completely cleaned and this was not luxury and also highlights window restoration.

Nous avons fait des essais de soudure avec un poste de plus de 120 kg que nous avons pu transporter sur une remorque (un peu comme les soudeurs itinérants américains). C'est une expérience peu courante et riche en enseignement. Lors de ma première tentative j'ai traversé la pièce d'essai tellement c'est puissant. Nicolas maitrise ! Pour souder des grosses pièces comme les tampons de l'attelage sur des pièces de support, ce serait un véritable challenge (avec de la patience en plus)!
   We did welding tests with a 120 kg station that we were able to transport on a trailer (similar to the American welders). It is an unusual and teaching experience. On my first attempt I went through the test piece because it is so powerful. Nicolas is in control! To solder large parts like the coupling pads on support parts, it would be a real challenge (with extra patience)!

Nous avons aussi discuté des travaux préparatoires pour la peinture de la loco. Nicolas avait déjà un outillage avec une brosse circulaire nylon que nous avons pu essayer sur un côté de la cabine et sur le toit. Ce travail est tout à fait réalisable en plusieurs fois et on peut appliquer une couche de minium gris qui protégera mais donnera aussi une idée de la nouvelle couleur possible de la loco.
   We also discussed the preparatory work for the painting of the loco. Nicolas already had a tool with a circular nylon brush that we were able to try on one side of the cabin and on the roof. This work is quite feasible in several times and one can apply a layer of gray minium that will protect but also give an idea of the new possible color of the loco.

Nous avons démonté le haut-parleur dans la cabine pour vérifier s'il fonctionnait encore. 

A suivre!

We disassembled the speaker in the cab to check if it was still working. 

To be continued!