Na de bouw van de Horizontale stoommachine Stuart H10 ben ik begonnen met het bouwen van een stoomketel. Ik had hiermee geen ervaring en het werd daarom een leerproject voor mij. Ook de aspecten die van belang zijn voor het verkrijgen van een veilige en goedgekeurde ketel paseerden hierbij de revu.
Een belangrijke wens van mij was dat de ketel met kolen kon worden gestookt. Ook om hier ervaring mee op te doen voor de latere bouw van een stoomlocomotief en omdat een van de dingen die ik mooi aan stoom vindt de geur van verbrande kolen is. De ketel werd door deze wens eigenlijk wat aan de grote kant voor de H10, maar dit geeft dan wel weer mogelijkheden om op de ketel later nog een grotere machine aan te sluiten. Een mooie grote liggende machine, zoals de Bromo, trekt op de verschillende beurzen dan wel weer mijn aandacht.
Het eerste idee was het bouwen van een horizontale multitubilaire ketel. Van een medelid van Rading Spoor had ik de beschikking gekregen over een "koperen" buis met een buitendiameter van 120mm en een binnendiameter van 115mm. Dit was een mooi startpunt dacht ik.
Ik ben op zoek gegaan naar plannen voor een dergelijke ketel. Deze kon ik echter niet vinden. Met de boeken van Martin Evans en het handboek modelstoomketels ben ik met een ontwerp aan de gang gegaan. Achteraf werd het me wel duidelijk waarom geen ontwerp te vinden was daar met deze buisdiameter niet een kolengestookte horizontale ketel kon worden gebouwd omdat de vuurkist te klein zou worden voor kolen en voldoende ruimte (water) te hebben boven de vuurkist.
Ik ben daarom aan de slag gegaan met een verticale ketel, gebaseerd op de Vulcanus II ketel van de NVM. Doordat de diameter van de "koper" buis die ik tot mijn beschikking had gekregen afwijkt van de diameter van de ketelromp van de Vulcanus II ketel heb ik het ontwerp aangepast. Later ging ik dit ontwerp Hephaistos noemen. In de Romeinse mythologie is Vulcanus de god van de smeedkunst, het vuur en de vulkanen. In de Griekse mythologie wordt deze god Hephaistos genoemd. Zo blijft er een relatie bestaan tussen het oorspronkelijke ontwerp en mijn ontwerp van deze ketel.
 |
 |
Ontwerp
Als basis voor het onwerp van de Hephaisos ketel is genomen het NVM ontwerp van de Vulcanus II ketel. De Vulcanus ketel heeft een rompdiameter van 133mm en omdat ik de beschikking over een buis had van 120mm heb ik het ontwerp aangepast. Bij het ontwerp heb ik verder gebruik gemaakt van het Handboek Model Stoomketels van de NVM en boeken van onder andere Martin Evans.
De eerste tekeningen van het drukdeel heb ik gemaakt in een zelf geschreven programma in Excel. Ik had geen zin om veel geld uit te geven voor een tekenprogramma en met online tekenprogramma's kon ik niet overweg. De eerste tekeningen van het drukdeel van de ketel is hieronder weergegeven.
De tekeningen heb ik opgestuurd naar de Rekenmeester (Jan Berendsen). Jan had verder geen opmerkingen bij het ontwerp. Jan kwam nog wel met een opgave van de doorsnede van de doorgang van de veiligfheidsklep.
Toen ik ook andere onderdelen van de ketel wou gaan ontwerpen en op tekening wou zetten, bleek mijn programma te moeilijk. Ik heb daarom nogmaals gekeken of ik met OnShape de tekeningen kon gaan maken. Dit is een web based tekenprogramma wat gratis te gebruiken is. Met een gratis account kun je tekeningen maken. Deze tekeningen staan dan wel publiekelijk op het web. Je kunt er ook ontwerpen mee maken voor een 3D printer.
Na wat geprobeer kreeg ik eindelijk een bepaalde slag te pakken en lukte het mij om in 3D onderdelen te maken en deze op tekeningen te zetten. Bij OnShape vorm je de onderdelen door op een plat vlak een vorm te tekenen en deze vervolgens uit te trekken. Dit heeft veel weg van het SketchUp van Google.
Het gehele ontwerp van de ketel, ketlonderdelen en alle appendages heb ik gemaakt in OnShape en zijn hier te vinden. Hieronder een aantal voorbeelden van ontwerpen van onderdelen die ik met OnShape heb gemaakt
 |
 |
 |
 |
Indien je de tekening van het drukdeel van de ketel wilt hebben met een akkoord van de rekenmeester moet je mij even een mailtje sturen.
Drukdeel ketel
Onderdelen
Pijpenplaten
Als eerste ben ik aan de slag gegaan met de pijpenplaten. Het materiaal heb ik gezaagd uit 3mm koperplaat. Knippen mag niet omdat de structuur van de koperplaat aan de kniprand breekt waardoor het zijn sterkte verliest.
Om de flens aan van de deksels te kloppen heb ik eerst de mallen en contramal gemaakt.Dit heb ik gemaakt van een eiken vloerdeel die ik op multiplex heb verlijmd. Het eikenhout heb ik gebruikt vanwege de hardheid en het multiplex om het geheel recht te houden. De contramal moet de bovenkant van de deksel vlak houden. De rand van de mal heb ik de ronding gegeven met een straal gelijk aan de materiaaldikte. Hiermee wordt de ronding van de binnenkant van de deksel gelijk aan de materiaaldikte wat minimaal geeist is in het handboek modelstoomketels. In het midden heb ik een ijzeren pen aangebracht zodat de pijpenplaten hier gecentreerd op konden worden geplaatst. Dit kon omdat toch een vlampijp in het midden van de pijpenplaat komt.
Met vuurvaste stenen heb ik een soort oventje gemaakt waar ik de deksels roodgloeiend kon maken. Daarna heb ik ze lekker laten afkoelen zodat de warmte in het schuurtje kon komen zodat het ook hier lekker warm werd. Daarna is het koper boterzacht en kon ik deze mooi rond de mal kloppen. Dit kloppen heb ik gedaan met een kunststof hamer. Dit heb ik net zolang gedaan totdat de pijpenplaat precies in de buis viel.
In de topplaat moeten 19 12mm koperen vlampijpen komen en 3 ferrules. De vlampijpen maak ik van goede kwalitiet waterleidingbuis. In de goedkopere waterleidingbuizen zit aluminium wat deze minder geschikt maken voor het gebruik van een ketel. Het boren van de 19 gaten was een behoorlijk karweitje daar ik ook het nodige perfectionisme in me heb. Het breken van een centerboor vanwege de taaiheid van koper werkte ook niet mee. De gebroken centerboorpunt heb ik er weer uitgekregen door via de achterzijde een centerpunt te slaan zodat de punt er bijna weer uitviel. Hieronder het resultaat van de top pijpenplaat met de ferrules voor veiligheid, stoomuitgang en fluit met blazer los aangebracht.
Op de pijpenplaat op de vuurkist komt een extra plaat. Dit om de soldering van de vlampijpen aan de vuurkist zijde steviger te maken en de warmte nog beter te op te kunnen vangen. Dit op aanraden van een medelid van de stoomclub. De pijpenplaat en extra plaat zijn in één keer geboord zodat de gaten goed tegen over elkaar komen.
De volgende afbeelding toont de binnezijde met vuurkist, pijpenplaten en vlampijpen in elkaar. Het wordt al heel wat. In de vlampijpen was het de bedoeling om kraagjes te rollen. zodat deze bij het solderen er niet doorheen zouden vallen.
Ketelromp
Dan kwam het moment om de pijp voor de ketelromp buitenzijde op lengte maken. De pijp bleek wel heel erg geel te zijn; hij bleek van messing te zijn. Het gehele ontwerp gebaseerd op een verkeerde materiaal pijp. De nodige kapitein Haddock kreten kwamen even van pas.
Ik stond op het punt om toch weer over te stappen naar een horizontale ketel ontwerp. Echter, omdat ik de deksels en de fundatiering al klaar had, ben ik de ketelromp gaan maken van een 3mm koperplaat. Om er achter te komen hoe dit aan te vliegen met de tekeningen en de ketelkeuring heb ik contact gezocht met de rekenmeester en de ketelkeurder van de stoomclub. Om dadelijk een ketel te hebben die goedgekeurd wordt moet ik de tekeningen bijwerken en ter keuring naar de rekenmeester opsturen. De aanpassing heb ik besproken met de rekenmeester en dat moet goed komen. Dan maar verder met de ketelromp.
Met een rollenbank de plaat mooi rond gekregen. Ook hier weer regelmatig gloeien. De buis heb ik op maat gemaakt door in de gerolde plaat schijven aan te brengen die 2mm groter waren dan de uiteindelijke binnenmaat van de buis en op de freesmachine een sleuf van 6,4mm (2xPI + 0,12) aan te brengen. Op deze manier konden de pijpenplaten die ik al had gemaakt precies in de ketelromp.
Fundatiering
Onder in de ketel moet een fundatie ring komen. Deze is gemaakt van een 12mm koperrail en circa 16mm breed. Na uitgloeien de rail om een stuk rondstaf buigen. Op maat zagen. Buigen, schoonmaken, en zilversolderen. Daarna op maat afdraaien.
Vuurdeurgang
Om later kolen in de vuurkist te krijgen komt er een vuurdeurgang in de ketel. Deze gaat door de ketelromp en vuurkist. De vuurdeurgang heb ik van brons gemaakt.
Het gat voor de vuurdeurgang heb ik aangebracht terwijl vuurkist, fundatiering en ketelromp al met elkaar waren gesoldeerd. Hiervoor heb ik de ketel in een houder van 18mm beton multiplex geplaatst en heb ik de vuurkist met 3 wiggen aan de bovenzijde met de ketelrom geklemd zodat deze voor het boren en kotteren stevig vast zat. Eerst heb ik het gat met een 40mm gatenzaag geboord. Daarna heb ik het gat verder geruimt met een kotterkop zodat de vuurdeurgang hier precies inviel.
Voor de bevestigingspunten heb ik lang gedacht om deze er gewoon op vast te solderen. Hiervoor had ik al een houder gemaakt die de vuurdeurgang de houders ten opzicht van de vuurdeurgang op zijn plek zou houden. Uiteindelijk heb ik dit plan over boord gezet. Het nadeel van de houder was namelijk dat er geen vlammen van de brander door de vuurgang heen konden gaan en ik het idee had dat het solderen niet zou gaan. Uiteindelijk heb ik de vuurdeursteunen aangebracht met busjes zoals hieronder afgebeeld. De steunen bestaan uit twee delen. Een deel waarin het M2,5 boutje komt waarmee het scharnier en de sluiting aan de ketel wordt bevestigd en die aan de buitenkant ook schroefdraad heeft die ook in de ketel wordt getapt. Het tweede deel is het deel dat om dit busje heen komt, en zorgt voor de aansluiting met de ketelromp. Hiervoor heeft dit busje de ronding van de ketelromp.
 |
 |
Ferrules
De Ferrules zijn van fosforbrons gemaakt. Hiervoor zijn standaard maten die ik uit het handboek model stoomketels heb gehaald.
De Ferrules worden uitgevoerd met M8x0,75 schroefdraad.
Solderen
Het was voor mij de eerste keer dat ik een dergelijke ketel in elkaar ging solderen. Van mede clubleden kreeg ik allemaal adviezen. Soms tegenstrijdige adviezen, maar goed om over na te denken. Het werd me duidelijk dat je goed over een soldeerplan moet nadenken voordt je het geheel in elkaar soldeerd.
Er moet bij het solderen flink wat warmte in het materieel gestopt worden. Bij het verwarmen van de ketel gaat er ook heel wat warmte weer verloren. Daarom moet je ervoor zorgen dat de ketel goed ingepakt wordt zodat het materiaal snel op de juiste temperatuur komt.
Om eerst wat gevoeld te krijgen bij hardsolderen heb ik wat kleine dingen in elkaar gesoldeerd. Als eerste heb ik een aantal proefstukjes gemaakt. Als eerste twee stukjes koper staf loodrecht op elkaar solderen (1 op de afbeelding hiernaast). Na het solderen heb ik met een moersleutel geprobeerd de twee stukjes weer van elkaar af te krijgen. Proefje 1 is geslaagd.
Daarna een stukje 12mm koperpijp in een koperplaat solderen (2). Het gat heb ik geboord met een boor 12mm. Het gat heb ik goed verzonken en daarna alles goed geschuurd. Nadat alles goed ingefluxed had, het geheel goed opstoken, zilver toevoegen en klaar. Het geheel schoonmaken door het een nachtje in schoonmaakazijn te leggen. Het is niet helemaal schoon geworden, maar dat is hier ook even niet nodig.
Daarna heb ik een ferrule in een stukje koperplaat gesoldeerd (3). Na het beitsen met verdund zwavelzuur heb ik de soldeerflux aangebracht. Goed heet maken met een voldoende grote brander en wanneer het heet genoeg is, de zilver toevoegen. Ook het soldeer liep hier mooi door. Ook deze proef was geslaagd.
Daarna heb ik twee stukjes koperplaat aan elkaar gesoldeerd nadat ik beide delen met klinknagels aan elkaar vast had geklonken (4). Voordat ik de stukjes koper aan elkaar zette heb ik een aantal centerpunten aagebracht zodat tussen de koperplaatjes een klein ruimte bleef zodat het soldeer hier door kon vloeien.
Als eerste de gaatjes aangebracht om de klinken aan te brengen. Daarna opschuren en centerpunten aangebracht. Vervolgens beitsen, ook de klinknagels, flux aanbrengen en in elkaar klinken. Hierbij mogen de klinken niet te hard aangeslagen worden omdat het materieel dan te dicht bij elkaar komt. Nadat het geheel in elkaar zit heb ik het heet gemaakt met een voldoende grote brander en wanneer heet genoeg het zilver toegevoegd. Ook dit ging goed en het zilver liep mooi door van de ene kant van de naad naar de andere kant van de naad.
Verder heb ik de ashouder nog in elkaar gesoldeerd en de flens aansluitingen (zie verder hieronder). Langzamerhand krijg ik meer gevoel bij het solderen en komen de solderingen er beter uit te zien (minder soldeer overschot).
Belangrijk bij het solderen is dat alles schoon is en flink gefluxed is.
Vuurkist met vlampijpen
Als eerste heb ik samen met John Phielix van Radingspoor de vuurkist met vlampijpen in elkaar gesoldeerd. Opvallend was de grote hoeveelheid warmte die we in het materiaal moesten stoppen en de brute kracht waarmee dit gepaard ging.
De pijpenplaat hebben we flink opgeschuurd (passing met buis en bovenzijde voor de extra bovenplaat). Daarnaast hebben we de binnenzijde van de vuurkist opgeschuurd en de vlampijpen aan de vuurkistzijde waren geschuurd.
Aanbrengen van de pijpenplaat in de vuurkist mantel en boren gaatjes voor de klinknagels. Vervolgens alles beitsen. Alles influxen en in elkaar zetten.
Om er voor te zorgen dat de vlampijpen niet door de pijpenplaat zou gaan vallen hebben we de vlampijpen met wat koperdraad vastgezet.
Echter de binnenste vlampijpen kwamen niet goed vast te zitten. daarom na schoonmaken de pijpjes er uit, schuren, beitsen en influxen en nogmaals solderen. Uiteindelijk heb ik rond de binneste vlampijp een stukje zilver aangebracht, heb ik de vuurkist op twee vuurvaste stemen geplaatst en van onder de warmte toegevoegd. Uiteindelijk zat alles vast.
De ketelromp
Voor de romp had ik de strip gekromd zodat deze mooi over de buitenkant van de mantel kwam. Gaatjes boren. Schuren, Beitsen (inclusief klinken). Insmeren met flux, in elkaar klinken. Het geheel goed heet maken, zilver toevoegen, af laten koelen en schoonmaken.
Na het boren van de gaten voor de ferrules heb ik de ferrules er in gesoldeerd. Om er voor te zorgen dat de ketelromp niet te snel kon afkoelen heb ik de ketel ingebouwd in een soort van oven gemaakt met vuurvaste stenen. Eerst had ik dit niet gedaan, maar kreeg ik het geheel niet (snel) heet genoeg.
Fundatiering
De ketel komt goed bij elkaar bij het plaatsen van de fundatie ring. De fundatie ring had ik eerder al gesoldeerd. De fundatiering heb ik in de ketelromp aangebracht en vastgeklemd. Daarna 4 gaatjes geboord van 3 mm en met korte boutjes op positie houden. Vuurkist vervolgens op z'n plek zetten en de gaatjes er door boren. Zorg hierbij dat de vuurkist gecentreerd in de ketel zit. Met een aantal boutje de vuurkist in de fundatie ring tijdelijk vastzetten en nog acht gaatjes boren voor het paatsen van een aantal klinknagels.
Nadat alles goed schoongemaakt was, heb ik alles goed ingefluxed en in elkaar geklonken. Ook alle eerdere soldeerverbindingen heb ik goed ingefluxed zodat deze bij het solderen goed bleven.
De ketel heb ik op zijn kop op vuurvaste schijven geplaatst en met een extra steun laten steunen op de vlampijpen. We moeten er immers voor zorgen dat hij niet weer uit elkaar valt bij het solderen. Ook de twee ferrules ter hoogte van de fundatiering heb ik met een klem extra vestgezet zodat deze er bij deze soldeergang niet uit vielen.
De ketel heb ik helemaal ingebouwd in vuurvaste stenen zodat zo min mogelijk warmte de ketel kon verlaten tijdens het solderen zoals hier boven getoond. Na een flinke schoonmaakbeurt ziet het er dan vervolgens zo uit..
Vuurdeurgang
Voor de vuurdeur komt er een buis met een buitendiameter van 42mm door de ketelromp en vuurkist. Hiervoor heb ik een klem gemaakt van beton multiplex zodat de romp geklemd kon worden. Het eerste gat heb ik gemaakt met een 40mm gatenzaag. Daarna heb ik met een grote kotterkop het gat verder opgeboord tot 42 mm.
De steunen voor de scharnier en de schoot had ik eerst bedacht vast te solderen door eerst een klem die de steunen vasthielden. Echter dit zag ik niet heel erg zitten, omdat de steun de gehele vuurdeurgat blokkeerde en ik het solderen niet echt zag zitten. Op deze manier kon ik namelijk niet de binnekant van de vuurkist goed warm krijgen. Vandaar over op plan B. In dit plan heb ik de steunen gemaakt in twee delen. een bout en een bus met aan een kant een afronding gelijk aan de ketlromp diameter. 
Aanbrengen bovenste pijpen plaat rook kast zijde.
uiteindelijk heb ik de pijpen plaat aan de rook kast zijde aangebracht. Ik heb de pijpen plaat aangebracht, op 4 punten gaatjes geboord om met klinknagels de deksel te kunnen fixeren. Daarna heb ik de deksel er weer uitgehaald, alles goed schoongemaakt en vervolgens in elkaar gezet met een flinke hoeveelheid flux. De deksel heb ik met 4 klinken vastgezet waarbij ik de klinken op de steel iets heb platgeknepen zodat de klinken een beetje klem kwamen te zitten.
Appendages en overige
Ashouder en rooster
De ketel wordt geplaatst op de ashouder. De as kan hierbij naar beneden vallen en de benodigde zuurstof kan vanaf de onderzijde door het rooster heenkomen.
Ik heb een contructie gemaakt zodat de ketel vast op de ashouder geplaatst kon worden en dat het rooster ook met een enkele beweging kan worden getrokken in geval van nood.
Voor de ashouder heb ik gebruik gemaakt van de messing buis van 120mm.. Ik heb een ring van 50mm, een ring van 10mm en twee ringen van 18mm afgezaagd. De ring van 10mm en een ring van 18mm heb ik doorgezaagd zodat ik deze een grotere diameter kon geven. Voor het opvullen heb ik stukken uit de extra 18mm ring gezaagd.
De ring van 10mm heb ik om de ring van 50mm aangebracht en het opvulstukje voor het missende deel heb ik passend gemaakt. De ring van 18mm heb ik hier weer omheen aagebracht met de opening aan de andere zijde. Het missende deel heb ik weer uit de 18mm ring gehaald. Daarna heb ik de ringen en opvulstukjes geklonken en zilver gesoldeerd. Het begin van deze constructie was ook direct een goede klink en soldeeroefening voor het grotere werk.
Daarna heb ik het gat aan de voorzijde aangebracht.
Om de ketel te kunnen vastzetten heb ik vier stukken messing aan de binnenkant aangebracht. Deze heb ik met silver vast gesoldeerd. De binnenzijde heb ik vervolgens in de draaibank mooi rondgedraaid, zodat de vuurkist hier precies in viel. Door de steun aan voor en achterkant heb ik gaten geboord. Aan de voorzijde komt een holle bout waardoor de pe komt waarmee het rooster te trekken is. Aan de achterkant komt een bout waarmee een steun voor het rooster wordt vastgezet. De gaten door de vuurkist heb ik geboord nadat ik de ketel op de ashouder had geplaatst. Door de holle bout en de bout voor de steun van het rooster wordt de ketel gefixeerd op de ashouder.
Om de ashouder op een grondplaat vast te zetten heb ik twee halve maantjes gemaakt van RVS. De steun voor het vuurrrooster heb ik ook van RVS gemaakt.
Voor het rooster heb ik een strip van 3mm gebruikt. Met afstandsbusjes houd ik de roosterbars op afstand van elkaar. Met een pen door de afstandshouders en roosterbars houd ik het rooster bij elkaar.
Rookkast
 |
 |
Boven op de ketel komt een deksel met daarop de schoorsteen. Deze deksel vormt de rookkast.
De deksel heb ik gemaakt van 2mm koperplaat. Voor de vorm heb ik een mal gedraaid waaromheen ik de deksel heb geklopt. De onderkant van de deksel heb ik afgedraaid en het gat voor de schoorsteen heb ik er in gedraaid.
De gaten voor veilighied, hoofdafsluiter, fluit en blazer moesten op de goede plek komen en ......
Binnen in de deksel heb ik een ring aangebracht die precies in de ketelromp aan de bovenzijde valt. Dit moet zorgen voor een goede afdichting. Voor deze ring heb ik weer de messingbuis 120mm genomen. Hier een stuk uitgezaagd zodat deze precies paste in de ketelromp. Om deze ring heb ik een extra ring uit messing aangebracht. Deze heb ik vastgeklonken en met zilver gesoldeerd. De ring heb ik pas gedraaid zodat deze precies in de deksel viel. Met klinknagels heb ik deze afgewerkt. Dit vooral vanwege het uiterlijk.
De ringen om de schoorsteen heb ik van messning gedraaid. De schoorsteen zelf is van een stuk 28mm koperpijp.
Flenzen
Voor een aantal appendages heb ik gebruik gemaakt van het "Handboek modelstoommachines". Deze appendages moeten gemonteerd worden met flenzen. De flenzen die aan de ketel komen in de ferrules heb ik uit twee delen samengevoegd. Dit om weer meer ervaring met solderen op te doen en om materiaal te sparen.
Essentieel bij het solderen is dat je in het gat van de flens een paar vijlstrepen plaatst zodat het soldeer goed kan doorvloeien. Bij een eerste proef had ik dit niet gedaan, wat gelijk werd afgestraft doordat het zilver niet goed was gaan doorvloeien. Dit leidde ertoe dat bij een proef de flens uit elkaar kon worden gehaald. Door strepen in de flens te vijlen vloeit het soldeer wel goed door.
Vuurdeur
De bedoeling is dat de ketel gestookt gaat worden met kolen. Hiervoor moet er ook een vuurdeur geplaatst worden.
Het scharnier heb ik gemaakt van een stuk platstaf 6mm dik. De hengen heb ik gemaakt van een stukje platstaf 5mm.
Voor de knop heb ik een bronzen kogel gepakt van circa 6mm dik. Aan deze kogel heb ik een vlakke kant gedraait en daarin een gat M2 aangebracht. Een busje en een boutje completeren het geheel.
Veiligheid
Een van de belangrijkste onderdelen naar mijn idee op een ketel is de veiligheid. Op basis van een voorbeeld uit het Handboek Modelstoommachines heb ik een Veiligheid vertikale ketel gemaakt.
Voor het gewicht zijn we flink aan het rekenen geslagen. Om de ketel op een lagere druk te laten functioneren kan ik het gewicht eenvoudig verkleinen. Hierboven het eertse resultaat.
Peilglas
Voor het peilglas ben ik uitgegaan van een ontwerp uit het Handboek Modelstoommachines van Rob van Dort en Joop Oegema. Hieronder de tekening uit dit boek.
Het peilglas heb ik ook getekend in OnShape. Hieronder zie je het peilglas met op de achtergrond de tekening. Hieronder rechts is het peilglas met afscherming,
 |
 |
Voor de afdichting van het glas met de armatuur maak ik gebruik van teflon ringetjes die ik gedraaid heb. Deze heb ik uit een stukje teflon staf gedraaid. Eerst een gat aanbrengen met een diameter van het glas, vervolgens taps afdraaien en dan (rustig) afsteken.
Stoomfluit
Een ketel is niet compleet zonder stoomfluit. Via internet kwam ik een artikel tegen met wat basics voor een stoomfluit.
De kraan voor de stoomfluit komt op dezelfde ketelaansluiting als de blazer. Hiervoor heb ik zelf een kraan met afsluiter en stoomfluit ontworpen. Hierbij heb ik gekeken naar de afsluiter voor de stoomfluit van de Tich. Het algemene plan en een OnShap impressie is hieronder getoond.
 |
 |
Hieronder het resultaat van de kraan voor de blazer, de bediening van de fluit en daarop de fluit. De oplettende lezer ziet dat de fluit aan de andere kant zit dan de tekening aangeeft. Dit door een onoplettendhied bij het boren van het huis.
Sifon voor manometer
 |
 |
De manometer heb ik gekocht en wijst een druk aan van maximaal 8 bar.
Er moet voor worden gezorgd dat er geen water in de manometer komt. Hiervoor heb ik een sifon gemaakt.
Afsluiter
|
 |
In mijn jeugd had ik al eens een kleine versie van de afsluiter zoals te vinden in in het handboek modelstoommmachines. Dezelfde afsluiter heb ik ook voor deze ketel gemaakt, maar dan op de ware grote.
Bij mn draaibank zat een steekbeitel met een afgeronde tip. Hiermee kon ik mooi de steek maken en de afgeronde hoeken. Als eerste uit een stuk brons de buitenkant van het armatuur gedraaid. Ik heb het armateur eerst op het ruwe stuk materieela laten zitten zodat ik het in de freesbank kon klemmen om het gat voor de uitgaande aansluiting te boren. Daarna de uitgaande aansluiting met zilver solderen.Daarna kon ik het geheel weer eenvoudig inklemmen en kon ik de kamer en het doorgaande gat boren. Toen dat er inzat, heb ik het huis pas afgezaagd en de nog af te werken zijde heb ik kunnen draaien. Op de freesbank heb ik de nodige gaten verder geboord.
Voedingsklepkast
 |
 |
Voor het voedingswater wordt een voedingsklepkast aangebracht uit dezelfde serie als de afsluiter..
Spuikraan
Om het water uit de ketel te laten, komt er op de ketel een spuikraan. Deze wordt onder aan de rechterzijde gemonteerd. Ook weer met flens aansluiting.
Ondertstaand een foto van het nog in elkaar te solderen armatuur. Het geheel is uit 3 delen opgebouwd. Na het solderen werk ik het geheel af op draaibank en freesbank. Een conische pen moet voor de afsluiting zorgen. Hiervoor ga ik later de conische pen en het gat in de armatuur in een opstelling van het kruissupport van de draaibank maken. De conische pen maak ik van roestvrij staal.
Waterpomp
 |
 |
Om water in de ketel te krijgen, ben ik bezig met een waterpomp.
Stookgereedschap
Voor het stoken heb ik passend stookgereedschap gemaakt voor de ketel. een schep en een pook. De schep heb ik zo groot gemaakt dat deze ruim door het vuurdeurgat kan gaan en de kolen zo naar binnen kan brengen met een draai van het schepje. De pook heb ik een kronning meegegeven zodat ik goed bij het vuur kan komen.
 |
Voor het maken van vuur is nodig: brandstof, hitte en zuurstof (branddriehoek). Als brandstof maken we gebruik van kolen. Dit wordt aangestoken met een vlam (hitte). Van onder het rooster moet zuurstof aangevoerd worden.
Wanneer de ketel onder druk staat, zorgt de blazer voor trek in de schoorsteen zodat zuurstof van onder het rooster wordt aangetrokken. Bij het begin van het opstoken van het vuur is er nog geen druk in de ketel aanwezig en is een ventilator nodig die bovenop de schoorsteen kan worden gezet en deze trek maakt.
Na een tijdje een ventilator te hebben geleend, heb ik eenzelfde ventilator gemaakt. Hiervoor heb ik twee schijven gemaakt. Tussen deze twee schijven heb ik schoepen aangebracht die dusdanig zijn geplaatst dat bij het ronddraaien van de schijven door de middel vliedende krachten trek wordt gegenereerd. De schijf is gemonteerd op de as van een motor die op een houder is geplaatst die op de schoorsteen is te plaatsen.
 |
 |
De voeding van de motor komt uit een 12 V batterij. Om de motor in snelheid te regelen heb ik een 12V naar 0-12V spanningsregeling via ali-express aangeschaft. Deze heb ik in een houder geplaatst samen met de batterij. Ook mijn stookgereedschap kan ik in deze kist kwijt.
Ketelkeuring
Voor mij was het belangrijk dat de ketel veilig is en dat ik de ketel kan gebruiken op manifistaties. Alhoewel de ketel valt onder categorie 0 (inhoud ketel minder dan 2 liter) was het niet nodig om de ketel te laten keuren. Voor mij was het opdoen van ervaring met een keuring voor een toekomstige ketel voor de NS8500 reden om wel een keuring te laten uitvoeren. Daarnaast leek het me vanuit veiligheidsoogpunt ook wel handig om de ketel te laten keuren.
De keuring gebeurd in vier stappen.
- Goedkeuring ontwerp op tekening door de rekenmeester;
- Bespreken van de bouw met de keurmeester en tijdens de bouw eventueel tussentijds tonen van de voortgang
- Uitvoeren hydraulische test tot twee maal de werkdruk
- Uitvoeren van een stoomtest
De eerste stap moet ervoor zorgen dat het ontwerp aan de richtlijnen voldoet. Hiervoor is het handboek modelstoom ketels een handig naslagwerk. Er wordt vooral nagegaan of het materiaal dik genoeg is en of constructies goed zijn.
Bij de tweede stap toon je de materialen die je voor de ketel gaat gebruiken en spreek je af wat je van de bouw van de ketel aan de inspecteur zult gaan tonen. Ik heb hier ook een aantal proefstukjes gemaakt om aan te geven dat ik in staat ben een hardsoldeerverbinding op verschillende manieren onder de knie heb. (Zie eerder hierboven.)
Bij de hydraulische test controleer je of de ketel ook echt dicht is en of de ketel voldoende sterk is. Hiervoor breng je water in de ketel en breng je dit water onder druk. Omdat water nauwelijks samendrukbaar is, zal de druk vrij snel toenemen. Als de ketel het echter begeeft, dan is de druk ook snel weg en kan er geen ongeluk gebeuren. De druk moet in stapjes opgevoerd worden. Na het solderen is de ketel namelijk boterzacht en je moet het materiaal de kans geven om weer hard te worden. Doe je dit niet, dan kan dit volgens horen zeggen desastreuze gevolgen hebben. Deze test heb ik thuis zelf kunnen doen.
De ketelinspecteur voert ook weer een hydraulische test uit nadat de inspecteur het werk eerst met de ogen had geinspecteerd. Na de hydraulische test kreeg ik in de ketel een nummer geslagen en een bewijs dat de ketel de hydraulische test had ondergaan.
Ik ben nu de ketel verder aan het opbouwen zodat de ketel opgestookt kan worden. Als het zover is dat alles goed gaat, zal de inspecteur ook een stoomtest uitvoeren. Daarbij zijn ook zaken van belang als veiligheid, peilglas en twee voedingspompen.
Leveranciers
Meerdere mensen hebben me geholpen aan materialen. Ook ben ik op zoek gegaan naar leveranciers waar ik kleine hoeveelheden materialen kon krijgen. Van de volgende leveranciers heb ik gebruik gemaakt:
- Firma Six uit Utrecht. Hier heb ik 2 en 3 mm koperplaat en de buis voor de vuurkist gekocht. Ik heb inmiddels begrepen dat deze firma gestopt is.
- Metaalwinkel in Utrecht. Deze winkel is relatief duur, maar je kunt er wel veel krijgen.
- Sauerbier modelbouw. Sauerbier is een grote bekende in Nederland. Hier heb ik fosforbrons aangeschaft, klein profielwerk , bouten en moeren, isolatie materiaal en de manometer.
- Bouten en moeren bij .. Duitsland. Deze leverancier kom ik tegen op de voorjaarsstoombeurs en de najaarsstoombeurs. Heeft veel bouten en moeren en ook gereedschap voor kleine schroeven en moeren.
Gebruikte literatuur
Voor de ketel heb ik gebruik gemaakt van de volgende informatie:
- Handboek modelstoomketels. Dit naslagwerk wordt o.a. uitgebracht door het NVM. In dit naslagwerk staan de uitgangspunten voor het ontwerpen van een ketel tegen de geldende eisen.
- Daarnaast is het Handboek Modelstoommachines van Rob van Dort en Joop Oegema een boek waar ik veel uithaal. Sinds mijn jeugd heb ik al veel uit dit boek gehaald. Toen haalde ik dit boek regelmatig uit de bibliotheek. Tegenwoordig heb ik hem in mijn eigen collectie.
- Boiler making van Harris.
- Model locomotive boilers, their design and construction van Martin Evans. Hoewel dit over locomotief ketels gaat, is hier veel informatie uit te halen.
Daarnaast heb ik veel informatie van medeleden van de stoomclub gehaald. Medeleden hebben zo hun ervaring en van deze ervaring is veel te leren. Soms leidde dit echter wel tot tegenstrijdige adviezen. Belangrijk blijft dat je zelf een bepaald beeld hebt of krijgt hoe alles werkt en wat handig is. Dit kun je alleen bereiken door af en toe ook eens iets fout te doen.