Tout d'abord, avant de vous jeter dans la conception d'une quelconque machine, je ne pourrai que trop vous conseiller de faire l'acquisition d'un logiciel de dessin technique, sauf si vraiment on est un inconditionnel du dessin au crayon et de la planche. Pour ma part j'ai bien commencé à l'ancienne avec un résultat plus que satisfaisant mais je me suis vite lassé. J'ai donc fait l'acquisition d'un petit logiciel bon marché : Super Cad de Micro application. Ce logiciel simplifia ma vie de concepteur amateur de façon significative.

De plus Super Cad permet une conception 3D, facilement maîtrisable. 

Quand à la fabrication de la machine  et étant donné que je part d'une base existante je fus soumis à quelques contraintes techniques telles que la position des tiroirs qui se trouvent sur le coté  de la machine au lieu d'une position plus classique avec la distribution dans l'axe du vilebrequin en étudiant un petit peu cette pompe on peut remarquer que la distribution existante  n'est pas du tout adaptée à une utilisation propre à une machine à vapeur. Ce système de pompe d'alimentation à vapeur,  largement utilisé dans l'industrie pétrolière, car il présente l'avantage de se passer de moteurs électriques donc d'étincelles, n'est pas un des plus économique car l'on utilise pas la détente de la vapeur dans les cylindres mais une admission sur toute la course du piston. Ce qui donne pour les dimensions suivantes : alésages 80mm, course 97mm, une consommation de vapeur de ~ 165 kg de vapeur à l'heure à  250 t/min.

Calcul : volume moteur X 2 X 250 t/min X 60 X (masse volumique vapeur à xBars)X2

Coupe d'une pompe d'alimentation à vapeur

Pour bien établir une machine compound ou à simple détente il y a quelques règles de base à respecter.

1. Déterminer le travail désiré pour une consommation de vapeur et de carburant minimale

2. Déterminer le type de distribution adéquat

3. Déterminer les dimensions de la course 

4. Déterminer le diamètre des cylindres.

5. Déterminer les dimensions des lumières d'admission.

Voilà ce qui constitue les premières bonnes questions pour entamer la conception de cette machine.

C'est à ce moment que dans mon cas les complications commencent. De ces 5 paramètres 2 me sont déjà imposés par le fait que j'utilise une base existante: La course et le diamètre des cylindres. Ce qui m'oblige à travailler un peu à l'envers.

Les premières réponses

Dans la plupart des machines de petites dimensions la vapeur est admise sur 60 à 80% de la course du piston. Comme beaucoup de ces machines fonctionnent à moyenne pression (5 à 8 Bar) et en vapeur saturée, baisser ce taux d'admission est difficile car le rendement de la vapeur saturée est assez faible et de la condensation se formerai alors à l'intérieur des cylindres. De plus ces pressions ne sont pas adaptées à l'utilisation de la double expansion. Ex : comparons deux types de bateau à roues avec des dimensions de cylindres à peu prêt égales. le Waverley et le Simplon. Le premier est mû par une machine triple expansion de env 2000cv consommation 1000lt/heure, le second une machine double expansion de 1500cv conso 350-400lt/heure. On peut constater que le gain de puissance par rapport à la consommation de carburant, surtout compte tenu du fait que la vapeur travaille dans un cylindre supplémentaire pour le Waverley, est assez faible. Et effet le Waverley fonctionne à la vapeur saturée, et ce type de vapeur à pour défaut de particulièrement bien transmettre sa chaleur dans les pièces métalliques par l'intermédiaire de la condensation. Il faut donc pour ce type de machine une admission de 60% ce qui est considérable. Au contraire sur une machine fonctionnant  à la vapeur surchauffée, comme celle-ci communique sa chaleur moins facilement, on peut se permettre d'avoir une admission de vapeur à 27% pour 42t/min, d'ou une grande  économie de vapeur et de carburant.

En observant la construction de machines de petites dimensions  on peut s'apercevoir que ce sont très souvent des machine "carrées", C'est à dire que la course des (ou du) pistons s'approchent ou sont égales au diamètre de ceux-ci. Il n'est en effet pas avantageux d'avoir une trop grande course, donc une trop grande détente dans les cylindres. Ce qui à tendance à favoriser les condensations. Seul l'utilisation de la vapeur surchauffée permet d'augmenter les courses avec un certain succès.

Pour ma part la course des cylindres m'est imposée soit: 97mm