réalisation de brûleurs (1) 

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Quelques essais infructueux avant d'arriver à cette belle flamme bleue : ce brûleur présente quelques avantages et remplacera le "champignon" de camping-gaz ... Construction de ce dernier et d'autres modèles adaptés à d'autres usages.


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Et pourquoi pas la céramique ? C'est facile et ça chauffe encore plus !
Pour les amateurs de calculs, un mémento et une méthode dans la page des téléchargements
1 - brûleur pour chaudière verticale
2 - brûleur pour chaudière horizontale (1)
3 - brûleur pour chaudière horizontale (2)

4 - porte-gicleur
5 - porte-gicleur simplifié
6 - essai brûleur céramique


7 - mini-brûleur annulaire
8 - mini-brûleur céramique
9 - brûleur plat à rampes






Une avancée sérieuse ! Tous les brûleurs décrits fonctionnent mais ... il leur manque deux choses : la stabilité de la flamme et le bruit si caractéristique d'un brûleur de camping-gaz ... Si on souhaite obtenir des brûleurs qui se comportent comme ceux de droite, petite description au paragraphe 9 du GICLEUR le permettant. Cette fois plus de problème de stabilité car on peut ouvrir la vanne-gaz en grand et notre brûleur restera réglé comme on l'a souhaité ... Et, ça ronronne ... Tout au moins celui-là !
Equipement du mini-brûleur annulaire (7) : réglage de la flamme qui décolle en réduisant le débit du gicleur
Equipement du brûleur pour chaudière verticale (1) : réglage de la flamme avec le gicleur décrit en 9.


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1 - brûleur pour chaudière verticale

1 -  rondelle de tube de cuivre de 38 x40, fond en cuivre de 1 mm, face supérieure perforée en laiton de 2, diamètre 42. Au centre un téton de laiton avec taraudage à M3 pour serrage : téton plus court  et le fond recuit fera "ressort" !
2 - tube de cuivre de 6 x 8 qui pénètre à l'intérieur sur 4 mm. Percer la collerette à 7.5 et amener de même le tube sur 5 mm : on obtient ainsi un bon positionnement pour la brasure
3 - tube de laiton de 8 x 10 qui s'emboîtera sur le tube précédent et la bague de camping-gaz et qui peut être de longueur variable selon le positionnement du réservoir par rapport à la chaudière
4 - bague de camping-gaz sciée : le diamètre est de 8 mm et des poussières et ... c'est bien pratique car ça serre !
5 et 6 - gicleur et porte-gicleur camping-gaz ® pour l'instant
7 - joint en téflon de 0.2
8 - rondelle de laiton avec épaulement (soudure de l'arrivée gaz) avec 3 vis de 1.6

Les trous percés ont un diamètre de 1.8. Ils sont repris à l'envers avec un foret à centrer pour ôter toute bavure. Je me suis contenté de percer tous les trous de l'extérieur et un trou sur deux à l'intérieur et ... comme ça fonctionnait très bien, je ne suis pas allé plus loin !

Cependant, je viens de rajouter une série de trous sur la couronne de diamètre 25 pour obtenir une mise en pression plus rapide et une meilleure tenue de cette pression dans l'utilisation du moteur de 2 cm3 avec la TARAVANA... très satisfaisant.

A noter que je me suis inspiré d'André Lecomte : "Construire CHARLINE"  (livret de construction auprès de la C.A.V.). Par contre je n'ai pas mis de laine d'acier dans le brûleur car ça ne fonctionne pas (probablement pas le bon matériau).
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étapes de la fabrication

3 éléments : le fond en cuivre, découpé large; la collerette en cuivre reprise au tour pour des faces bien planes; le dessus en laiton découpé large et tracé pour les trous avant perçage central à 3..
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Préparation pour la brasure.
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Reprise au tour : pièce maintenue par le téton central.
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Reprise au tour du disque supérieur : "limite pour mon petit tour". La rondelle a été percée et plaquée sur la collerette avec sa vis centrale.
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Brasure du tube de 8, perçage du disque supérieur.
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Liaison entre la bague de camping-gaz et l'arrivée vapeur : fixation par 3 vis de 1.6 à 120° dans des trous taraudés dans la bague filetée.
Cliquez pour agrandir l'imageAvantage : outre le prix de revient, la hauteur.

Elle est ici réduite à 14 mm et on doit pouvoir encore la diminuer alors que le champignon monté donne, au mieux, 30 mm ... Ce qui m'avait obligé à découper le support d'un groupe pour positionner ce brûleur à la bonne hauteur : sinon, chaudière inopérante !
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résultats

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Rien ne vaut un essai grandeur pour vérifier la fiabilité de ce brûleur.

Premier avantage : plus besoin de découper la platine car la distance entre le brûleur et la chaudière semble correcte ...
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... et les résultats sont convaincants : 25 minutes pour le moteur de 2 cm3 sans problèmes et à un peu moins d'1 bar.

Finalement cette petite verticale va probablement quitter l'étagère où elle était remisée !

A la suite de la construction d'un gicleur réglable, ce brûleur a été repris et, il me semble amélioré.
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A l'intérieur, on place une bague ouverte donnant sur l'arrivée de gaz :le gaz se dirige plus facilement vers le centre où les flammes deviennent  plus hautes et prennent la forme d'un cône.

Avec un chauffage plus central, une chaudière verticale à tube central semblerait indiquée ...
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Cette fois, c'est un plot que l'on place devant l'arrivée de gaz et la répartition se fait d'une façon plus uniforme : tous les trous semblent alimentés de la même manière.

Avec ce chauffage on penserait davantage à une chaudière verticale à tubes multiples.
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Ces 2 essais ont été faits avec le gicleur réglable décrit au paragraphe 9 : aucun réglage d'air !

Les montages sont provisoires ce qui explique la cale d'épaisseur placée dans le premier brûleur afin que la bague vienne coller à la grille.

A droite, un essai avec la bague et le gicleur réglable. On notera le bruit sympathique du brûleur ...

2 - brûleur pour chaudière horizontale (1)

Ce brûleur, destiné à remplacer le champignon qui chauffait une chaudière horizontale, sera rectangulaire.
Pour sa construction, je me suis inspiré d'un article de Jean-Pierre paru sur le forum de BLOOO - portail de la vapeur (adresse dans les liens) et y ai apporté quelques modifications.
Cliquez pour agrandir l'imageUne construction toute simple à partir de 4 coudes et d' 1 té en cuivre ( pour diamètre 10). La "rampe", par contre, est en laiton de 8 x 10.

Après avoir percé les trous de 1.8, passer une lime à l'intérieur du tube et avec un pointeau enlever toutes les bavures résultant du perçage.
Un petit tube de 7 x 8 permet la liaison entre le té et le tube de 8 en laiton qui s'emmanchera sur le porte-gicleur de camping-gaz.
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Les pièces avant assemblage.
.
A noter : une seule rangée de trous pour l'instant !
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Tout est emmanché.

Brasure à l'argent et nettoyage dans un bain d'eau et d'acide sulfurique :10 % d'acide sulfurique à verser dans l'eau et non le contraire
ensuite, rinçage et séchage à l'air comprimé.
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les essais

Un petit croquis pour noter les constatations :
  • 1 : des flammes bleues mais les premières "décollent". J'ai d'abord pensé à une trop grande pression de gaz mais il n'en est rien, il faut boucher à moitié les trous de prise d'air et ... la flamme est toute petite !
  • 2 : une deuxième rangée de trous parallèles et à l'intérieur. Plus de décollement mais il faut encore réduire l'apport d'air.
  • 3 : et finalement j'en arrive à ce que je souhaitais, c'est à dire trois rangées de trous ! Plus de problème pour l'air.
Je n'y connais malheureusement rien, mais il existe peut-être un rapport entre la surface totale des trous percés et ceux des prises d'air ou ... autre chose. Si un spécialiste pouvait me renseigner, je me ferais un plaisir de faire part de ses explications  pour mon édification et pour tous les amateurs !
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une rangée de trous,
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deux rangées,
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et trois ... au choix !
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Essais avec la petite chaudière de la chaloupe et le moteur de 2 cm3 : avec un remplissage aux 3/4, soit 160 cl, la pression est montée à près de 2 bars en 5 minutes, démarrage du moteur et c'est parti  avec une pression stable de 1 bar mano pour 30 minutes !
Pas jolie cette installation, mais ce brûleur est finalement trop bas ... un comble ! Petit montage pour le rapprocher des tubes d'eau de la chaudière ...
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3 - brûleur pour chaudière horizontale (2)

Cette fois, c'est Jean-Louis Bourdeau qui m'en a donné l'idée. Dans BATEAU MODELE, il décrit plusieurs brûleurs dont un, qui m'intéressait , mais qui fonctionnait mal : 2 tubes bouchés à une extrémité et un gicleur; avec une combustion irrégulière .
Je pense avoir réglé ce problème de combustion  en permettant au gaz de circuler librement dans l'ensemble, donc en ajoutant un tube à l'extrémité

Pour les amateurs d'accessoires gaz, un numéro indispensable.

Ce dernier brûleur "plat" remplacera le champignon utilisé pour une chaudière horizontale mais plus longue que la précédente. Avec 3 rampes, les 3 tubes d'eau sont sous la flamme.
Une autre modification : ce sont des trous qui remplacent les fentes proposées par JL Bourdeau.
Cliquez pour agrandir l'imageUn plan des plus simple.
Matériaux : tubes en laiton de 7 x 8, 6 x 8 et 8 x 10.
Des trous tous les 5 mm et  bouchons en laiton.
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Les pièces soigneusement nettoyées.
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Après brasure.
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Trous de 1.5 mm : petite flamme même en "poussant" le gaz.
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Trous de 1.8 belle flamme sans vraiment "pousser".
Il faut agir sur la bague d'arrivée d'air.

4 - porte-gicleur  

Tant qu'à faire, si on veut parler économie, autant fabriquer la pièce qui remplacera la partie du brûleur maintenant le gicleur ... en attendant de les usiner.
Cliquez pour agrandir l'imageIl est vrai que pour cette pièce, je n'ai guère innové . Sinon l'emmanchement, faute de tarauds et filières adaptées, qui ferme le porte-gicleur, permet son démontage et supporte un filetage permettant la liaison avec le réservoir à gaz..

Le gicleur est récupéré sur le réchaud et je crois savoir qu'on peut en acheter au détail : coup de chance - tout arrive - son filetage est un pas fin de 6 x 0,75 !

Pour le reste, des tubes de laiton.
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La première version comportait une bague filetée dans laquelle  se vissait le porte-gicleur. J'ai gardé cette pièce, mais le dessin réalisé simplifie la procédure. Soudure à l'étain.
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Un peu délicat : il faut établir par soudure une gorge permettant l'emmanchement (on peut évidemment faire cela au tour ...).
Vérifier d'abord que toutes les pièces coulissent parfaitement et ne pas hésiter à reprendre au tour à la toile émeri.
Positionner - sans aller au fond - la partie qui va s'emmancher et ... souder. C'est réussi ou alors il faut dessouder et recommencer.
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La bague obtenue.
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Fin des usinages :
. à gauche, la bague porte-gicleur qui tiendra par emmanchement
. au centre, le corps avec ses trous pour la prise d'air
. à droite une bague pour régler l'obturation des trous de prise d'air
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L'ensemble prêt à fonctionner.
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5 - porte-gicleur simplifié 

Le problème du précédent résidait dans la fabrication de la bague ...

Cette fois la liaison sera obtenue par un filetage.


On pourra ajouter pour le réglage de l'air une bague fendue (tube de 14 x 16 de 8 de large) avec vis M 2 d'de blocage.

Et si vous avez besoin d'une petite surface de chauffe, il est possible de construire le brûleur de l'Alcyon.

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J'ai des amis merveilleux et qui doivent se dire que mes croquis laissent parfois à désirer tant qu'ils n'ont pas été repris par Eric , ... Jean-Pierre , lui, dessine parfaitement !
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Après le dessin, passage à l'exercice pratique avec, me semble-t-il, une réussite totale !
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Jean Pierre ne manque pas d'idées et il en offre une de plus.

Voici comment il a résolu le changement de brûleur en conservant le même porte-gicleur : une bride tout simplement, avec emmanchement forcé donc sans soudure pour la bride !
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6 - essai de brûleur à céramique 


Il est réalisé mais ne fonctionne pas comme je le souhaite. Il est possible que je lui en demande trop ...
Pour les amateurs, un essai dans l'album accessoires 2 (cliquer sur l'image)



 
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Depuis, des progrès ont été réalisés avec l'emploi d'un nouveau porte-gicleur pour un gicleur du commerce de 0.2.
On peut voir au paragraphe 8 de cet album comment obtenir ce résultat.


Le réglage définitif se fait en vissant ou dévissant le porte gicleur .

Où trouver de la céramique ?


Une bonne question posée par Jacques BLAMONT qui d'ailleurs a trouvé et m'a fait part de sa découverte.
Je lui avais parlé des plaques de rechange pour les réchauds d'extérieur que l'on trouve sur les chantiers ou les marchés ... Ou encore de Multirex (en rupture de stock) en oubliant l'L'OCTANT !

En fait, il ne faut pas chercher "céramique" mais "plaque à souder" ...

7 -mini-brûleur "annulaire"


Des essais pour équiper la mini-chaudière verticale qui vont commencer avec ce brûleur en forme d'anneau ... la place est limitée !

La chaudière est prévue au départ avec un chauffage à l'alcool. L'anneau du brûleur me semblant trop bas par rapport au fond de la chaudière, le tube d'arrivée de gaz (2 x 3) a été courbé pour le rapprocher ...
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le tube en cuivre de 4 x 5 est formé sur un rond de bois après recuit
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scier à la verticale de l'intersection
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nouveau recuit et aplatissage léger entre deux rondelles
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serrer avant de braser la jonction de l'anneau
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arrivée de gaz en 2 x 3 et support à braser
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perçage des trous de diamètre 1
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essais : dès le départ la flamme semble correcte
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caractéristiques :
. 16 trous de diamètre 1 mm soit 12.56 mm²
. à raison d'une moyenne de 8.7 Wh au mm², on aura un débit calorique possible de 109 Wh

La pression de 1 bar est obtenue au bout de : 11 mn
Celle de 2 bars au bout de : 13 mn
Celle de 3 bars au bout de : 15 mn

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Et depuis, les choses se sont bien améliorés notamment grâce à l'emploi d'un nouveau porte-gicleur que l'on peut régler en vissant ou dévissant ; à voir en cliquant sur le lien.
Cette fois, on atteint 1 bar en 5 ou 6 minutes, puis on passe de 1 à 3 bars en moins de 100 secondes (de 90 à 100). Ce qui est convenable.
accessoires 2 - 14

8 - mini-brûleur à céramique

Cliquez pour agrandir l'imageEncore pour la même chaudière avec l'intention d'examiner la différence des résultats obtenus ...
Le contenant est formé à partir de tôle de laiton de 1 mm d'épaisseur et le tube d'alimentation en gaz et un tube de laiton de 4 x 5 : si on met du 2 x 3 comme sur le brûleur précédent, on observe un retour de flamme vers le porte-gicleur !

La céramique de 30 x 20 fait 10 mm d'épaisseur.

Un petit support en laiton de 0.2 maintient la céramique à la bonne hauteur.
Une aiguille recourbée sur la quelle on enfile deux petits tubes concentriques passe par un des trous à 9 mm de l'arrivée de gaz et sert de diffuseur.

Pour la réalisation du boîtier ou contenant, un truc peu connu à découvrir en allant sur le lien qui suit :

usinages 2 - 38 -
Cliquez pour agrandir l'imageLe contenant, la céramique, le support de céramique (tôle de 2/10ème pliée), le disperseur (tube alu) avec son aiguille pour le positionnement ,
Pour éviter son déplacement (tube de 3 x 4, enfiler un autre tube à l'intérieur.
Cliquez pour agrandir l'imageLa céramique vue de dessous (intérieur) avec le disperseur en place : l'aiguille peut être changée de trou pour trouver la meilleure dispersion du gaz.
Ici les meilleurs résultats ont été obtenus à 9 mm de l'arrivée de gaz.
Cliquez pour agrandir l'imagePremier essai où on voit que si la flamme est correcte, il y a des échappées de gaz sur les côtés : petit espace entre la tôle et la céramique.
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Cliquez pour agrandir l'imagePour rendre étanches les côtés, utilisation - à défaut de colle réfractaire - de "joint bleu" qui résiste jusqu'à 250° : c'est plutôt satisfaisant à voir la photo de droite.
Plusieurs essais ont eu lieu et le joint ne "bouge" pas ...
Roger utilise de la colle haute t° 
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caractéristiques :
. 16 rangées de 13 trous de diamètre 1,1 mm soit 197  mm²
. à raison d'une moyenne de 0.87 Wh au mm², on aura un débit calorique possible de 171 Wh

La pression de 1 bar est obtenue au bout de : 8 mn
Celle de 2 bars au bout de : 10 mn
Celle de 3 bars au bout de : 12 mn ... Mais, depuis ...
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Un essai avec le reste de la plaque de céramique qui ne fait plus que 3 mm d'épaisseur : ce n'est pas si mal et ça chauffe !
Mais il est aussi possible que le gaz s'enflamme au-dessous de la plaque. Impossible de vérifier !
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Mais depuis ... A l'occasion de la construction de la petite loco, ce brûleur est sorti de sa réserve, a été monté sur un porte-gicleur et heureuse surprise, il donne enfin ce que j'espérais : montée de la mini-chaudière à 1 bar en moins de 4 minutes et passage de 1 à 3 bars en moins de 60 secondes.
Que demander de plus pour obtenir une pression soutenue de 2 bars ?

La seule modification apportée est une liaison sans rupture entre le porte-gicleur et le brûleur : tube de diamètre 4 intérieur obtenu en glissant autour des tubes de diamètre 5 un autre tube de 5 x 6.
Le gicleur utilisé est de 0.2 et pour le pour le porte gicleur on peut voir le plan de sa construction dans cet album :
accessoires 2 - 14
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En 1, ce qu'i faut éviter : on réduit le diamètre du tube.
En 2, la meilleure solution pour un raccord, mais il faut que les tubes issus du porte-gicleur et du brûleur soeint jointifs.
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Réglage de la position du gicleur : en vissant ou dévissant le porte-gicleur, on modifiera sa position par rapport aux trous d'aération et l'apport de l'air primaire.
Du téflon en ruban autour du filetage et on maintiendra la bonne position.

un autre brûleur construit sur le même principe

Cette fois on part d'une bague de plomberie ( 8 pans, écartement de 38 mm) que l'on va reprendre au tour pour abattre les angles et avoir un diamètre maximum de 40 mm.
On reprendra l'intérieur pour obtenir un épaulement qui soutiendra la céramique d'un diamètre de 33 mm. Puis on brasera à l'argent une rondelle pour boucher le trou central.

La céramique est découpée à la scie fine en suivant un guide découpé dans du contreplaqué en maintenant la scie le plus perpendiculaire possible. Il est possible de l'ajuster avec du gros papier de verre ... mais en y allant tout doucement !
L'étanchéité est faite comme précédemment.

Il n'y a pas de plot qui disperse le gaz : une vis a été placée au fond permet un semblant de réglage en hauteur ... mais la différence n'est pas nette. Si on la pousse à fond contre la céramique, on obtient une zone d'ombre ...
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Au départ, un tube d'alimentation de diamètre intérieur 4 et .... pas terrible en apparence mais le rougoiement se produit quand on le place sous la chaudière.
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Modification avec un tube de diamètre 5 intérieur et ... c'est tout bon. 

une question

Une question à laquelle je ne donne pas de réponse : pour ce second modèle qui comporte plus de trous, il a fallu augmenter le diamètre du tube d'arrivée de gaz. En réalité, même s'il est de 5 on voit que le montage latéral avec filetage M6 réduit le diamètre à 4.5 ( impossible de percer à 5 - à refaire, un taraudage à M7 le permettrait et donnerait un flux régulier jusqu'à l'introduction du gaz dans le brûleur).

Or, il n'y a pas, par le calcul, de rapport évident entre la surface de ce tube et la surface totale des trous ... Cela semble pourtant normal. Qui connaît la réponse ?

et encore un autre modèle

toujours avec le même type de construction dont on peut voir le plan et la construction sur :
accessoires 2 - 4
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C'est la lecture de ce lien trouvé par Jean-Pierre DUBANT où il y a encore plein de choses à découvrir qui m'a donné envie de reprendre ces brûleurs :
http://modelsteam.myfreeforum.org/archive/making-a-ceramic-burner.o_tt_36341.html

9 - brûleur plat à 4 rampes

Un brûleur assez particulier pour se glisser sous une chaudière horizontale et remplacer le brûleur champignon du commerce.
Caractéristiques :
. 4 fois 19 trous de 1 mm sot 59, 66 mm²
. avec ne charge maximum de 11.62 Wh/mm², on peut obtenir 693 Wh soit, en réalité, avec un rendement pour les brûleurs atmosphériques égal à environ 50%, 350Wh
. pour ce brûleur, o,n peut utiliser un gicleur de 0.2 de diamètre (60g/h) car 693 / 13.7 = 51g/h
. personnellement j'ai monté un gicleur réglable.

Il sera possible, si nécessaire, de modifier le pouvoir calorique de ce brûleur en augmentant le diamètre des trous.
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avant
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après
Cliquez pour agrandir l'imageUtilisation d'un ::raccord de pneu courbe que l'on va légèrement modifier pour amener le gaz au centre d'un tube de 10 x 12.
Sur la seconde photo, on observe un bouchon fermant ce tube ! En fait, c'était le premier essai avec branchement direct : mais le gaz alimentait correctement les 2 premières rampes mais par les autres ...

4 tubes latéraux de 7 x 8 percés chacun de 19 trous de 1 sont brasées sur le tube central.
ATTENTION :les tubes de 7 x 8 ne conviennent pas, il faudrait du 6 x 8 : voir les raisons en bas de paragraphe.

Pour cet essai, utilisation du gicleur et du porte-gicleur de camping-gaz.
Ensuite, on confectionnera un autre porte-gicleur pour le gicleur réglable et ... ça fonctionnera beaucoup mieux !//

modification du raccord courbe

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montage olé-olé !
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perçage à diamètre 6
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tube de 5 x 6 enfilé et tube de 6 x 8
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souder puis scier à longueur

tube central et tubes latéraux

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on percera à diamètre 8
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calage pour brasure argent
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découpe à la cisaille
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reprise au tour
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ajustage
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gabarit de perçage
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perçage avec foret à centrer de 1
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rattrapage  ...!!

porte gicleur et gicleur réglable

Le porte-gicleur vient s'enfiler sur le raccord. On le percera de 4 trous de diamètre 4 de façon à ce qu'ils viennent tangenter l'extrémité du gicleur, soit à 7 de l'extrémité.
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Le montage avec téflon était pour les essais, ensuite le porte-gicleur sera soudé.

Pour la construction du gicleur réglable :
rélisation d'un gicleur réglable

essais

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essai préalable avec un seul tube de 7 x 8
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essai avec admission directe
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essai avec admission par le dessous

Et ça chauffe mieux et plus vite que le brûleur de camping-gaz !
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problème avec ce brûleur


Il a fonctionné des heures , toujours sans aucun problème mais ... un matin, alors que la veille au soir il donnait tout ce qu'il pouvait, plus rien si ce n'est de grandes flammes sortant par les trous du porte-gicleur.
Pas de photo et c'est dommage car c'était plutôt spectaculaire !  Les flèches montrent la sortie des flammes mais il y en avait aussi derrière ...

Les conduits ont été démontés, rien. Le gicleur démonté et remplacé, rien.
Essai en débranchant le brûleur et ça crache ... le problème vient donc des tous !

Passage à la soufflette, rien. Et finalement, le brûleur est plongé dans l'eau et on branche de compresseur ... Et là, après séchage, tout fonctionne à nouveau.

ATTENTION :les tubes de 7 x 8 ne conviennent pas, il faudrait du 6 x 8.

Cela peut sembler bien peu de chose et pourtant, entre la naissance de la flamme et l'arrivée des gaz frais, il n'y a que 0.5 mm et on risque l'inflammation du gaz remplissant le tube.
Il est donc probable que c'est ce qui est arrivé.
Un autre indice confortant cette piste, ce sont les maux de tête dont j'ai souffert pendant 3 jours en fin de journée.
Pour les essais du camion, le brûleur a fonctionné des heures, dans une pièce fermée à cause des courants d'air ... Et qui dit combustion à l'intérieur du tube dit aussi production de
monoxyde de carbone ...

Avec une épaisseur de 1 mm on se trouve à l'abri de ce problème mais un tube plus épais conviendrait probablement mieux quand on pense aux brûleurs que l'on voyait autrefois et qui présentaient autour de chaque trou des protubérances.

Et, puisque nous sommes dans les tubes : ceux en cuivre sont à proscrire. Le mieux est l'inox ou la fonte et, à défaut, le laiton.

.


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album terminé 

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