Un sifflet à vapeur
introduction
Un jour, tout en prenant et vieux bateau à vapeur sur un lac, j'ai vu un coup de sifflet à vapeur belle installé sur le dessus de la pile principale. Il faut dire que les sifflets à vapeur vont rarement inaperçu. Un sifflet carillon agréable peint en noir composé par deux résonateurs simples tubes d'organes qui rendent un son typique dans un nuage de vapeur (images ci-dessous). Wow, je l'ai dit, je veux construire un de ceux-ci, juste pour le plaisir.
Le lendemain, je construit un prototype avec un tuyau en PVC et des bouchons basés sur le même principe des conduits de fumée d'organes; il y a quelques différences mineures avec des sifflets, comme la forme de la bouche du montage du résonateur, mais le principe est le même et était assez bon pour moi.
Comment ça marche
La figure ci-dessus montre comment il fonctionne: le gaz (vapeur ou air) pénétrant dans le pied est forcé si la Windway où il accélère en raison de la faible section. Le jet de gaz traverse la bouche et empiète sur la lèvre où la turbulence se produit. Cette turbulence excite la colonne de gaz dans le résonateur et le fait osciller.
Construction d'un coup de sifflet simple,
Un tube de cuivre droite 22 mm (diamètre externe) rend le pied et le résonateur divisé par un capuchon jouant le rôle de la langueur. tube de cuivre de plomberie ordinaire a une épaisseur de paroi de 1 mm et un diamètre interne de 20 mm. Un bouchon de tube de 18 mm a un diamètre intérieur de 18 mm et un diamètre extérieur de 20 mm et fonctionne parfaitement pour la langueur. Je devais ajuster légèrement son diamètre extérieur en les frottant avec du papier de verre pour le faire glisser à l'intérieur du tube 22 mm.
La bouche et la Windway sont découpées dans le tuyau principal. Juste un trou rectangulaire d'environ 20 mm de largeur et 45 mm de hauteur fait le travail. La lèvre est déposée à un angle d'environ 30 °. La langueur est poussé à l'intérieur du tube et positionné à environ 20 mm au-dessous de la lèvre et soudée en laissant une ouverture de la bouche d'environ 20 x 20 mm 2. Tenir compte du fait que la soudure étain-plomb a un point de fusion d'environ 180 ° C: cela est bien pour l'air et la vapeur régulière comprimé, mais pour la vapeur surchauffée (plus de 100 ° C), vous devriez envisager le brasage d'argent au lieu de souder.
Pour créer le Windway, une jonction de 22 mm est monté autour de la conduite principale. Ces jonctions ont un diamètre intérieur de 22 mm et s'intègrent parfaitement sur le tuyau, mais ont généralement un petit coup de poing au milieu qui doit être déposé au large. Positionner la jonction alignées sur la langueur: elle doit couvrir le reste du trou rectangulaire découpée dans le tuyau principal. Souder dans cette position, mais être prudent et utiliser aussi peu de soudure que possible car il y a un risque de colmatage du Windway.
Dimensions ne sont pas critiques: la bouche supérieure nécessite plus de pression; une bouche plus large rend un son plus fort, mais nécessite un débit plus élevé. Les dimensions du pied n'a aucune influence sur le coup de sifflet. La longueur du résonateur donne le terrain et peut en quelque sorte être ajustée en faisant glisser le capuchon avant de souder en place. Bien sûr, le coup de sifflet travaillera également avec une extrémité supérieure ouverte, mais sa fermeture produira un espace et de cuivre d'économie de fréquence beaucoup plus faible. Tuning le coup de sifflet n'est pas facile: le terrain dépend beaucoup de la pression et la note est pas propre comme une onde sinusoïdale. Avec le capuchon, une longueur de résonateur D de 210 mm produira une note à environ 400 Hz lors de l'exécution de l'air comprimé.
Construire un sifflet carillon
Un sifflet carillon est un sifflet composé par deux ou plusieurs résonateurs jouent un accord. Le plus simple accord est composé de deux notes avec un rapport de fréquence, ce qui était 3/2 le choix pour mon coup de sifflet. Deux sifflets simples tels que décrits ci-dessus ont été construits, l'un avec une longueur de résonateur D de 210 mm et l'autre avec un résonateur de seulement 140 mm (02/03, rapport de fréquence autour de 600 Hz). Le même diamètre de la conduite a été utilisé pour garder les choses simples. Leurs pieds étaient reliés entre eux avec une jonction en T et alimentés par une vanne de commande construit à partir de pièces de quincaillerie. La figure ci-dessous montre comment le coup de sifflet ressemble.
Sous et sur-soufflage
Afin de rendre le travail sifflet, une pression minimale est nécessaire. En dessous de cette pression, l'air passera par l'Windway sans produire aucun son (sauf le bruit de l'air circulant). Au-dessus de ce seuil, ce qui augmente la pression augmentera le niveau sonore et permettra également d'augmenter légèrement la hauteur. Mais il y a une pression maximale, en cas de dépassement, fera la fréquence fondamentale disparaît et le saut de hauteur à une fréquence beaucoup plus élevée. Le sifflet est dit sur-soufflé.
Le coup de sifflet décrit ici a une pression de travail minimum environ 0,5 bar et overblows à environ 6,5 bar. Il utilise environ 2 l / s d'air à 6 bars et produit un niveau sonore de 116 dB à une distance de 1 m.
Écoutez ce sifflet carillon: chimewhistle.wav (1,981,348 octets).
Un coup de sifflet réel de train
J'ai montré mon sifflet carillon de vapeur homebrew à un de mes amis qui travaille pour les chemins de fer suisses et est un véritable passionné de train: il était très intéressé m'a dit qu'il devrait avoir un vrai quelque part. Il est revenu quelques semaines plus tard avec celui montré dans l'image ci-dessous.
Il est un sifflet d'air comprimé monté sur les locomotives électriques. Il est fait en laiton: coulé, usiné et poli que. Il est environ 20 cm de hauteur et poids d'environ 2,7 kg: un morceau très agréable. Il peut démontées en quatre parties comme le montre les images ci-dessous.
Le Windway est circulaire et la bouche occupe toute la circonférence. Le résonateur est court et large, est en forme de boule et est maintenu en place par une tige dans son axe, comme d'habitude dans de nombreux de nombreux sifflets. Selon mon ami, la pression de l'alimentation en air comprimé sur ce genre de locomotive est quelque chose de l'ordre de 8 à 10 bars, mais lorsqu'il est connecté à un petit compresseur nous ne pouvions pas le faire fonctionner au premier essai. Tout ce que nous avons obtenu était juste le début d'un coup de sifflet très faible suivi par le bruit de l'air qui s'échappe. Le problème avec ces appareils est qu'ils ont besoin d'un flux d'air très élevé. Le diamètre du tuyau d'alimentation (3/4" ) donne une idée de ce type d'alimentation en air a été installé sur la locomotive. Lorsque alimenté par un petit compresseur de passe-temps qui, comme une petite connexion de sortie de diamètre, dès l'air commence à couler la la pression chute et le son disparaît. pour le faire fonctionner, il est nécessaire d'installer un grand diamètre bille valve directement sur le réservoir. 1/2" était le maximum que nous pouvions adapter. Avec cela, nous pourrions faire siffler, mais les 24 litres d'air à 8 bar sont juste assez pour une demi-seconde tonalité. Le niveau sonore mesuré était de 120 dB (A) à 1 m de distance.
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