Estos días he estado ocupado en la construcción de una pequeña caldera que pienso montar en un casco de medio metro y que será propulsado por la última maquinita Compound recientemente terminada y que mostré en este foro.
Se trata de una caldera cilíndrica o escocesa, horizontal de llama en retorno, que, a diferencia de las que comúnmente se comercializan o detallan en algun foro y que son de tipo de llama directa o semidirecta, ésta dispone de la caja de fuegos y haz de tubos vaporizadores totalmente incluido en el interior de la envolvente, de manera que las pérdidas de calor son mínimas. y se ve reflejado en el rendimiento (consumo de gas)
Esto supone un mayor trabajo de soldadura, así como una mayor minuciosidad en la ejecución y verificación de las mismas, antes de cerrar la envolvente con las tapas, pues cualquier defecto o falta de penetración se traducirá en fugas interiores, imposibles de reparar.
Por otro lado, para este tipo de soldadura fuerte, se requiere preferiblemente el uso del oxibutano, oxipropano , o mejor oxiacetileno , aunque este último no es estrictamente necesario en estos tamaños de calderas.
Si no se dispone de estas últimas, un buen soplete de butano con boquilla de tipo dardo con potencia de 300 gr/h, puede valer también. Es de gran ayuda el aporte adicional de un soplete extra para calentado previo de tido el conjunto.
Para un mejor acabado de las tapas y su ajuste en la virola he empleado como moldes de embutición bridas de tuberias debidamente torneadas a las medidas del tubo, así como machones de latón tambien torneados , que serviran como núcleo o molde para el caso.
ya que siempre prefiero soldar las tapas con solapa en lugar de por testa.
Dispongo de un trozo de tubo de cobre de medidas algo raras Diam. ext=79,5
int=76,8 ( espesor de pared = 1,35 ) Como material para las tapas he sacado la chapa a partir de un tubo de 50mm diam y espesor de 1.25 mm aprox. . que me quedaba en el baúl de retales , abierto y aplanado (previamente recocido), pues las cantidades mínimas que venden de chapa son de 1 m de largo X 10 cm de ancho (min). y al precio del cobre actual y la crisis no estamos. para dispendios.
Es importante destacar que todos los materiales empleados para las caldera ysoldadas directamente a la mismas han de ser de cobre y casquillos, bridas soporte, etc de bronce, pues el laton a la larga se descompone o destruye, quedando este material para los accesorios roscados o embridados a la caldera.
Otra recomendación: Si se usa varillas de plata con contenidos de Cadmio, al ser éste un matrerial que desprende vapores tóxicos, es necesario trabajar siempre en ambientes bien ventilados.
Así que he torneado la brida a un diam interior de 76,5 mm(que será el diámetro exterior de la tapa ajustada al interior del tubo.
El molde o núcleo interior a partir de un machon roscado de latón, lo he torneado exterior a aprox 74,5 mm.
Todo este proceso es bastante fácil y no se asusten los que se quieran iniciar en el tema ya que, con un mínimo de practica en soldadura con plata y el torno, pueden acometer la construcción de calderas.
Os diré que la caldera ya está terminada con a excepción del nivel y válv. de seguridad y a falta de la prueba hidráulica, todo el proceso lo he terminado en 4 tardes /noches incluyendo torneado de casquillos de bronce y soprte de nivel ( el domo lo he aprovechado de un proyecto anterior)
Os paso las primeras fotos
Construcción caldera escocesa de llama en retorno TERMINADO
Antes de salir de viaje(mañana) aún tengo tiempo de pasar algunos comentarios y fotos de la caldera, así com de sus principales dimensiones.
Las medidas exteriores son, aprox:
Diámetro=79,5mm
Longitud entre frentes=84 mm
Tubo hogar central=18X22 mm
Haz Tubular= 15 tubos de 1/8" X 3/16"
Superfície de calefacción= 230 cm2
Volumen de agua útil = aprox 120 cm3
Lo que nos da una excelente relación de superficie de caldeo con el volumen de agua.
Para la soldadura he empleado el pequeño grupo oxiacetileno más un soplete de butano, este último fijado con soporte, muy útil para aportar calor general a la soldadura.
Para la caja de fuegos, virotillos y tubos he usado varilla de 1,5 mm de aleación Cu/ Ag /Cd al 14% de plata, que tiene el punto de fusión a 730ºC; para las Tapas exteriores de la caldera (frente y fondo) , así como para los elementos soldados a la envolvente (Domo, casquillos, soporte nivel, seguridad etc,) he usado varilla de 1mm de aleación al 38% de AG (620ºC) sin Cadmio. ( Recordar que el cadmio produce vapores muy tóxicos, por lo que se ha de trabajar en locales con buena ventilación , y siempre evitando inhalar los humos de la soldadura).
Las medidas exteriores son, aprox:
Diámetro=79,5mm
Longitud entre frentes=84 mm
Tubo hogar central=18X22 mm
Haz Tubular= 15 tubos de 1/8" X 3/16"
Superfície de calefacción= 230 cm2
Volumen de agua útil = aprox 120 cm3
Lo que nos da una excelente relación de superficie de caldeo con el volumen de agua.
Para la soldadura he empleado el pequeño grupo oxiacetileno más un soplete de butano, este último fijado con soporte, muy útil para aportar calor general a la soldadura.
Para la caja de fuegos, virotillos y tubos he usado varilla de 1,5 mm de aleación Cu/ Ag /Cd al 14% de plata, que tiene el punto de fusión a 730ºC; para las Tapas exteriores de la caldera (frente y fondo) , así como para los elementos soldados a la envolvente (Domo, casquillos, soporte nivel, seguridad etc,) he usado varilla de 1mm de aleación al 38% de AG (620ºC) sin Cadmio. ( Recordar que el cadmio produce vapores muy tóxicos, por lo que se ha de trabajar en locales con buena ventilación , y siempre evitando inhalar los humos de la soldadura).
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Mas...
En estas fases intermedias de soldadura, antes de cerrar, es necesario verificar muy minuciosamenrte todas y cada una de las uniones comprobando la penetración de la soldadura, previa limpieza y descascarillado de los depositos cristalizados del flux, para una buena inspeccción, pues una vez cerrada la caldera, estas partes interiores quedan inaccesibles, y cualquier fuga es irreparable.
Hasta pronto,
Salut,
Xavier
En estas fases intermedias de soldadura, antes de cerrar, es necesario verificar muy minuciosamenrte todas y cada una de las uniones comprobando la penetración de la soldadura, previa limpieza y descascarillado de los depositos cristalizados del flux, para una buena inspeccción, pues una vez cerrada la caldera, estas partes interiores quedan inaccesibles, y cualquier fuga es irreparable.
Hasta pronto,
Salut,
Xavier
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Joaquin Yarza
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Me gusta mucho mas este tipo de calderas junto con las yarrow y el tamaño de esta me sorprende. Lo que es seguro que levanta vapor en un instante.
Tengo un monton de preguntas pero me reprimo y te pongo 2
¿Por qué utilizas dos tipos de soldadura?
¿ Como mantienes en su lugar y derechos todos los tubos antes de soldar?
Tengo un monton de preguntas pero me reprimo y te pongo 2
¿Por qué utilizas dos tipos de soldadura?
¿ Como mantienes en su lugar y derechos todos los tubos antes de soldar?
Hola, aquí estoy de nuevo...Admin escribió:Me gusta mucho mas este tipo de calderas junto con las yarrow y el tamaño de esta me sorprende. Lo que es seguro que levanta vapor en un instante.
Tengo un monton de preguntas pero me reprimo y te pongo 2
¿Por qué utilizas dos tipos de soldadura?
¿ Como mantienes en su lugar y derechos todos los tubos antes de soldar?
He utilizado dos tipos de soldadura por varias razones. En primer lugar porque dispogo de varilla de menor contenido de AG, (tambien mucho más barata), que si bién cuesta más de penetrar por capilaridad, su punto de fusión es más de 100ºC superior a la otra. y es la que he usado en la primera fase, en la caja de fuegos, que es la que recibe el calor directo de la llama del quemador. Cualquier falta de penetración en esta fase es fácilmente apreciable y reparable antes de cerrar. Además, al emplearla en las primeras soldaduras, es más fácil calentar las piezas, pues la masa de cobre es menor, es mucho menos probable que funda y por tanto se pueda desoldar o mover en las operaciones posteriores, en la que empleo la aleación más noble, y con el punto de fusión bastante más bajo y que permite correr la soldadura más fácilmente. El domo también esta soldado en la primera fase con la soldadura más "fuerte".
Para cerrar la caldera con el frente y fondo, empleo la de más contenido de plata, pues funde mucho antes y corre mucho mejor por capilaridad.
Los tubos del haz vaporizador y tubo central los he soldado en posición vertical estando apoyada horizontalmente la tapa de la caja de fuegos sobre dos trozos de refractario. Tanto los tubos vaporizadores como el central estaban previamente abocardados por el extremo, impidiendo que se soltaran de la placa (foto 5954).
Si se observa la foto 5949 se verá que habia previsto dos tubos más, pero al considerar la construcción de la caja de humos, ésta se complicaría un poco más por la forma que habría de tomar para abarcar estos dos últimos tubos, así que despues de efectuar una prueba de tiro con el quemador, (sin soldar los tubos) y comprobar que no habia apagon de la llama ni retroceso decidí eliminarlos , colocando tapones de cobre y soldando éstos al tiempo que los otros tubos. (ver foto 5961)
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Las ultimas por ahora.
Ya he sometido la caldera a la prueba hidráulica y de estanqueidad. (Aunque no es necesario, le he dado presión con agua con una bomba manual hasta 15 Kg/cm2) . con resultado satisfactorio. Decir que una caldera bien soldada de estos espesores y diámetros, puede resistir con seguridad y sin daños hasta 25 kg/cm2, (aunque en la práctica la presión de trabajo no superará los 6-7 bares)
Ahora sólo queda hacer una prueba de vapor.
A continuación construir la caja de humos, y el forrado exterior, construcción del nivel, valv. de seguridad, polines de apyo, etc.
Ya iré contando y pasando fotos del proceso
Hasta pronto,
Salut
Xavier
Ya he sometido la caldera a la prueba hidráulica y de estanqueidad. (Aunque no es necesario, le he dado presión con agua con una bomba manual hasta 15 Kg/cm2) . con resultado satisfactorio. Decir que una caldera bien soldada de estos espesores y diámetros, puede resistir con seguridad y sin daños hasta 25 kg/cm2, (aunque en la práctica la presión de trabajo no superará los 6-7 bares)
Ahora sólo queda hacer una prueba de vapor.
A continuación construir la caja de humos, y el forrado exterior, construcción del nivel, valv. de seguridad, polines de apyo, etc.
Ya iré contando y pasando fotos del proceso
Hasta pronto,
Salut
Xavier
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Pira escribió:Hola a todos me llamo Jose Antonio y soy nuevo en esto, Xavier te estoi esperando, no te achiques y adelante
Hola Pira,
No te preocupes seguiré adelante con lo que queda. De todas formas al ser chiquita la caldera, me tengo que achicar algo...
Precisamente acabo de llegar y de recoger tubo de nivel Pyrex (borosilicato) especial para altas temperaturas. Después de buscar por la zona en internet, he encontrado un suministrador cerca y me he traido tubo de 4 y 5 mm de diám. ext. y espesor de 0,8,
3 metros de cada. Lo mejor del caso, es que me han salido gratis, porque para tan pequeñas cantidades (llevaba un billete de 20 €) solo me cobraban 2 € y no tenian cambio. así que me los han regalado .
O sea, que si a alguien le interesa tubo de estas medidas (40 ó 50 cm ) y no lo encuentra se lo mando gratis ( A portes debidos, claro).
Aver si se me pasa la racha de pereza y continúo con el tema...
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Joaquin Yarza
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En este caso el tiro no es forzado, es natural por convección, como en la mayoría de las calderas en modelos de barco ( En modelos de locomotoras a carbón acostumbra a ser forzado, mediante venturi , toberas etc.).Admin escribió:Xavier, otras dos preguntas.
¿El area de los tubos tiene que ser igual o superior a la del hogar?
Se puede considerar tu caldera de tiro forzado por la actuación del efecto venturi en el hogar, o no se produce
El diseño y sección del haz tubular, tanto en tiro natural, como en forzado, es en la práctica y tamaño real, objeto de profundos estudios y cálcuklos matemáticos, en los que intervienen de fluidos, idensidades, velocidades, pérdidas de carga, tipo de combulstible , etc .,etc. que quedan muy lejos de este ámbito y que por otra parte, hace muchos años que olvidé.
Normalmente y de una forma más rupestre y práctica, sobre el área del tubo hogar central le añado un 10 ó 15%( por lo de la peredida de carga) y es la que ha de tener la suma se secciones ( considerando el diámetro interior) de los tubos. Tener siempre presente que el rendimiento de las calderas es proporcional a la superfície de caldeo.
De todas formas, como ya expliqué anteriormente, en esta calderita, que originalmente tenía 17 tubos, le suprimí dos y antes de soldar, comprobé prácticamente con el quemador que la llama no tenía retrocesos y era buena la combustión. Esta es la mejor prueba de funcionamiento.
Ahora ya tengo casi lista la caja de humos, que está soldada directamente al frente.
Una vez más he recurrido al soplete con la ayuda de la lámpara adicional, pues a medida que se van añadiendo elementos soldados a la caldera, más cuesta alcanzar la temperatura de fusión que hay que recordar sobre los 800º mínimo (rojo cereza del cobre en penumbra). En esta faes casi final he empleado la soldadura del 40% de más bajo punto de fusión.
Os paso fotos hasta el momento actual
Salut,
Xavier
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