Générateur de vapeur, conception et réalisation

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Générateur de vapeur instantanée pour alimenter un système GP (Gillier Pantone): conseils de réalisation

Le système « GP+ » est une évolution du dopage à l’eau avec bulleur, dénommé système GP (en l’honneur de son premier expérimentateur, l’agriculteur Antoine Gillet) en remplacent l’encombrant bulleur par un générateur de vapeur.

L’idée originale émane de Michel Lathuraz, dont le pseudo est Camel1. L’idée et la conception du générateur de vapeur ont été développés en grande partie sur les forums dont voici un exemple sur une Peugeot 205.

C’est ce montage qui a été réalisé à la Mairie de Vitry sur Orne.

Pour bien comprend l’intérêt d’un générateur de vapeur, reportez vous à la précédente page: Générateur de vapeur, principe et avantages

Schéma de principe

D’abord, une vue éclatée du GV annulaire. Il est intégré dans la ligne d’échappement, après le réacteur, le mieux centré possible par rapport à l’axe des gaz d’échappement.

générateur de vapeur

Un plan à main levé, qui donne les dimensions concernant le moteur XUD7 de la 205. Les dimensions doivent être adaptées en fonction de la cylindré et du type de motorisation (pour les calculs, voir plus bas).

côtes générateur de vapeur

Dimensionnement

La montée en température du GV est proportionnelle à sa surface d’échange.
Si la cylindrée du moteur augmente, le flux d’échappement augmente aussi (pour un régime et une température d’échappement donnée), c’est à dire que le débit des gaz passant sur l’échangeur par unité de temps est plus grand, cédant ainsi plus de calories, et se traduisant par une courbe de montée en température plus raide. Il y a donc une simple règle de trois à faire, pour avoir les dimensions.

Formule empirique pour calculer ces dimensions en fonction de la cylindrée d’un moteur diesel avec des tubes intérieur de 16/18 mm et extérieur de 20/22mm.

a) Pour un moteur diesel

L=240/C avec L la longueur des tubes en mm et C la cylindrée du moteur en litres.

Exemple: pour un moteur diesel de 1.9L, il faudra une longueur de 240/1,9=126 mm.

b) Pour un moteur essence

L=240/1,25*C=192/C

Pour un moteur essence, il faudra appliquer un coefficient 1,25 (c’est à dire diviser le résultat par 1,25), car les gaz d’échappement sont plus chauds.

Exemple: pour un moteur essence de 1.2L, il faudra une longueur de 192/1,2 = 160 mm.

Cette formule sera sans doute améliorée par la suite, mais permet à priori de tomber, pour les cylindrées usuelles dans les bonnes valeurs de température et de quantité pour la vapeur injectée.

Fabrication

Voici une vue des morceaux de cuivres préparés pour ce futur GV. Le tube intérieur est chauffé au rouge aux extrémités, pour être évasé à l’aide d’un objet métallique conique de dimensions convenables, frappé doucement au maillet. On s’assure que l’évasement permet au tube de rentrer dans le tube extérieur, avec un léger jeu, ce qui permettra de réaliser facilement une belle brasure de fermeture.

fabrication générateur de vapeur: pièces

Vérification préalable, ça s’ajuste :

fabrication générateur de vapeur instantanée

On brase les raccords, puis on lime soigneusement ce qui dépasse à l’intérieur du tube extérieur avec une grosse « queue de rat », il ne reste plus que les brasures des extrémités à réaliser:

fabrication générateur de vapeur instantanée

Résultat:

fabrication générateur de vapeur instantanée

Et le GV posé dans la ligne d’échappement – ici sur la Mercedes de Didier, on pratique deux trous dans le tube d’échappement, l’un vers la gueule, de diamètre 12,5mm, pour la sortie vapeur, et l’autre vers le fond du GV, de diamètre 4,5 mm, pour le tube d’alimentation d’eau. Il faut « travailler » ce petit trou avec un vieux foret (ou un bout de ferraille de 4 mm) en l’inclinant vers l’arrière (dans le sens des GE) pour faciliter l’entrée du tube d’alimentation.

fabrication générateur de vapeur instantanée

On prendra soin, avant la mise en place du GV, de réaliser une boucle de dilatation de ce tube, vers l’arrivée d’eau du GV, destinée à encaisser la dilatation du cuivre chauffé.

Une fois les deux tubes passés, et le GV soigneusement centré dans l’échappement, ne reste plus qu’à les braser, où mieux, à les souder au TIG.

Bien entendu, pour la pose, il faudra imaginer des solutions au cas par cas, vu la diversité des lignes d’échappement.

Voici enfin une vue de dessous de l’ensemble reposé sur l’auto, qui donne une bonne idée de la disposition générale des éléments. La cuve à niveau constant est positionnée pour que le fond du GV soit inondé (sur environ deux cm) Il manque sur cette photo sa bride de fixation, qui l’empêche de bouger et de contraindre le tube d’alimentation, ainsi que le tube d’équilibrage, qui doit relier le couvercle de la cuve à la sortie vapeur du GV par un durit de petit diamètre En effet, suite à la multiplication des réalisations de GV, et grâce au retours d’expérience engendré, il apparaît qu’il y a des cas de figure où les conditions de dépression vers la sortie du GV entraînent une remontée d’eau plus ou moins chaotique, bien au delà du niveau d’équilibre obtenu au repos.

fabrication générateur de vapeur instantanée

La solution, extrêmement simple, consiste à annuler la différence de pression entre la cuve à niveau constant et la sortie du GV. Il faut donc remplacer le petit trou de mise à l’air, sur le haut de la cuve, par un départ en cuivre de petit diamètre, relié par un durit de faible diamètre planté dans le durit de sortie vapeur. Ainsi, on a la garantie d’un niveau stable, quelque soit le moteur sur lequel on l’adapte…

Pour sécuriser l’alimentation d’eau, et avoir un contrôle précis sur le débit maximum d’eau à l’heure, il suffit de faire, comme me l’a suggéré Yoan, une alimentation par du tuyau souple muni d’un débitmètre « goutte à goutte » genre perfusion d’hôpital.

En savoir plus:
Conception d’un générateur vapeur sur les forums
Un générateur de vapeur monté dans une mairie
Principe et avantages du générateur de vapeur

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