SPÉCIALITÉS

)es Foyers dans lesquels la flamme s'élève verticalement de Vaire à la partie supérieure du Fourneau .

Nous avons déjà fait pressentir le désaantage que ces foyers présentent, quand eur hauteur n’est pas partagée par une ;riile. Indépendamment de l’accumulaion gênante des cendres sur l’aire du byer, le courant d’air arrivant latéralenent , il y en a une grande partie qui ne raverse pas le combustible , et cette partie ne contribuant pas à la combusion, se sature de chaleur aux dépens de la partie qui ÿ a concouru. C’est principalement le cas d’éviter cette construction vicieuse, quand on emploie la houille pour combustible.

Nous ne nous occuperons donc que des foyers munis d’une grille.

lt\. GÉNÉRALITÉS

Les parties essentielles de ceux-ci exigent un examen particulier. Nous y trouvons d'abord, i° l'ouverture par * laquelle s'introduit l’air extérieur : si la grille est destinée à rester constamment couverte de tout le combustible qu’elle est susceptible de recevoir; si d'ailleurs ce combustible n’est pas en masses trop compactes et trop volumineuses, comme dans le cas de certaines houilles, et surtout du coke, c’est-à-dire, en un mot , si l’on a l’intention de se procurer une haute température du fourneau, on ne peut donner trop d’ouverture aucendrier.

Cette disposition est d’ailleurs d’autant mpins sujette à inconvénient , qu’on reste toujours maître de diminuer facilement cette ouverture selon le besoin , au moyen d’un registre qui règle le tirage* . ; , ...... |

Nous donnons ici ( fig . i et 2 ) la disposition la plus ordinaire de cette construction. La fig. 1 est une élévation de face du fourneau : la porte y est représentée. La fig. 2 offre une coupe dans le sens de la longueur de la grille.

Les fig. 3 et 4 sont une répétition des deux premières, que nous destinons à des indications particulières. Ici l’air par-

SUR LES FOURJVEAUX. 2.5

lent clans le foyer verticalement, à traces une grille placée horizontalement u niveau du sol, et passe à travers un anal creusé dans ce sol. On est forcé adopter cette disposition quand Tes-, ace manque pour une grande hauteur es fourneaux.. , . . : .

Il est évident , au surplus , que quelle ue soit de ces deux dispositions , eelle ue l’on voudra adopter, il sera loisible e p acer la prise d’air, soiten dedans de atelier (ce qui est le cas Je plus orçliaire) , soit en dehors. Sur les quatre gares précédentes , A est la porte du :

>yer, et B l’ouverture pour l’accès de

air.

Pour les fourneaux à réverbères en cnéral, dont nous aurons plus tard à ous occuper, une disposition assez contante est d’introduire Pair par-dessous.

>n voit sur I es fig. 5 et 6 l’élévation de’ i face parallèle à la longueur de ij a • die, et la coupe perpendiculaire à elte fü ce ; et la Jig. 7 offre la disposition articulicre aux fourneaux de reverbère ont nous venons de parler.

IL est presque toujours avantageux avoir la prise d’air à l’extérieur du aliment qui contient ( le fourneau^

touriicnux. o

a6 généralités

i° parce que la température y étant or- t dinairement plus basse qu’à l’intérieur, elle procure un tirage plus fort; 2° parce que l’air circulant librement à l’extérieur, et n’étant pas influencé par la position de la porte de l’atelier, on peut, en multipliant jusqu’à quatre, s’il le faut, les ouvertures de la prise d’air du foyer, régler le tirage , quel que soit le rhumb d’où souffle le vent.

Le cendrier est, à proprement parler»

le sol ou l’aire de l’ouverture pratiquée pour la prise d’air dans les fourneaux a «rille. Sa profondeur est arbitraire, ou du moins n’est-elle déterminée que par le besoin d’y accumuler les cendres en les repoussant dans le fond jusqu au moment où l’on trouvera commode de les

extraire.

Dans toute construction raisonnée d un fourneau, les dimensions de la grille sur laquelle se place le combustible, doivent être soumises à des réglés sinon certaines et d’une étroite obligation , du moins rapprochées des résultats < un calcul approprié à la nature du fourneau et surtout du combustible qui devra être

employé. Cette approximation se fonde sur les considérations suivantes:

1 ®. Si le combustible est de la bouille , du coke, ou de la tourbe, la grille doit avoir plus d’étendue que pour brûler du bois, par deux raisons, d’abord parce que les barres devant en être plus rapprochées entre elles afin de refuser le passage aux morceaux de combustible nonconsuraé qui tomberaient dans le cendrier, le d'air total de la grille destiné à l’accès de l’air est moindre sur une surface donnée , et secondement parce que, pour le coke et la bouille surtout, il faut à la fois plus d’air pour alimenter la combustion. En général , les grilles sont composées de barres de fer forgé ou de fonte, agencées entre elles selon différens systèmes. Nous en offrirons un favorable tout à la fois h la durée des grilles, à leur prompt dégagement , et qui donne la facilité de changer une ou plusieurs barres usées , sans être astreint à reconstruire toute la grille.

L’expérience a fait connaître qu’une bonne dimension à donner aux barres des grilles pour les grands foyers à

bouille ou coke est de 5 centimètres et quart avec des intervalles dei centimètre.

Ce système il offre donc declairque moins du quart de la superficie de la grille.

La surface totale à lui donnera été chez les constructeurs l’objet de quelque controverse. La résistance que l’air éprouve en traversant'desorifices rétrécis ne permet pas de regarder l’étendue plus ou moins grande de Ingrille comme indifférente, parce que l’on compterait sur une vitesse de passage qui dût compenser l’étroitesse de l'ouverture. En résumé de calculs et d’expériences que notre cadre nous interdit de rapporter en détail , on peut admettre, sans crainte d’erreur notable, que le minimum d'introduction de l’air par la grille doit être au moins égal à la plus petite section de la cheminée; d’où il suit, d’après le rapport que nous avons établi plus haut entre le clair et le plein de la grille, que la surface totale de celle-ci doit être un peu plus que quadruple de celle section. Voilà ce qui est indiqué, dans la supposition que le combustible placé sur la grille n’en diminuerailpaseneoro les ouvertures: or, comme celle condition n’est guère sup-

posable, il convient, en général, que letendue de la grille soit toujours supérieure à celle donnée. Dans des matières '

où l'exactitude des calculs est dépendante

d une foule de données peu certaines, il est prudent de n adopter que des résultats généraux d'expériences iong-tems continuées dans des circonstances variables • et ces résultats ont fait voir que lorsqu’on a l'intention de brûler» en une heure sur une grille dont le clair est du quart de la surface totale un poids de 10 kilo", de houille ou de coke, il faut lui ménager 0,1 5 mètres carrés, et ainsi à proportion du poids du combustible à consumer. Certains constructeurs prescrivent de porter ces o^Sm. jusqu'à 0,20 m. ; .mais il paraît que leur indication est fort exagérée. Au surplus, on ne perdra pas de vue, que pour se procurer la vitesse de tirage que l’on pourra rechercher en diminuant l’étendue totale des grilles, il faudra que l’élévation et la largeur des cheminées croissent dans un rapport correspondant.' ■

L, expérience a encore appris que, pour les foyers à brûler du bois, l’étendue des grilles doit être au moins deux fois plus petite que pour la combustion de la

3 o GÉNÉRALITÉS

houille , et que, pour brûler par heure une quantité de chêne sec , équivalante pour l’effet à i5okilog. de houille, ou 55o kilog. de chêne, il convient d’avoir i mètre carré environ de surface de grille.

Une considération qui ne doit paa non plus échapper au constructeur , c’est qu’il y a bien moins d’inconvénient à exagérer l’étendue d’une grille, toujours susceptible de correction par la fermeture d’un registre fixé à ia cheminée,, qu’à rétrécir outre mesure cette grille»

qui ne peut plus ensuite être élargie.

Les grilles reçoivent assez communément la forme d’un carré long, et les barres y sont placées dans le sens de la longueur. Les fig. 8 et 9 offrent deux systèmes de grilles généralement en usage. 1^ fig . 8 s'applique principalement aux petits appareils, ou chaque barre est d’une seule pièce et entre par un angle dans ia barre transversale de support; mais quand l’étendue des grilles est considérable, et qu’il y aurait lieu de craindre la flexion des barres isolées, on ; adopte l’appareil qui est suffisamment expliqué par la fig. 9 , en élévation et en coupe, et où l’on voit chaque barre ren*

SUR LES FOURNEAUX. 3l

fiée par son milieu pour ajouter à sa force.

Le foyer , ou l’espace tpii est au-dessus dje la grille, doit offrir retendue convenable pour contenir le combustible et pour le jeu de la flamme. Mais ici se présente une question à résoudre. Est-il avantageux , y a-t-il économie de tems ou de combustible à. accumuler une grande quantité de celui-ci sur la grille?

Sur cette question , comme dans presque toutes, il y a un juste milieu à garder, et il convient d’ailleurs d’avoir égard au concours des circonstances et aux indications particulières. Sans doute il y aurait constamment avantage à placer sur la grille la plus grande quantité de combustible, parce que la partie qui ne pourrait tout de suite brûler, s’échaufferait par avance aux dépens de la chaleur perdue qui passe dans la cheminée; mais l’excès du combustible pourait nuire à l’accès de l’air, et cette couche trop épaisse arrêterait la combustion. IN’allez pas non plus restreindre trop la charge de la grille; car, dans ce dernier cas, l’air qui passe à travers n’étant que peu divisé, il en échapperait une grande par**

tie à la combustion , et il s’établirait des courans froids entre le combustible et la voûte du fourneau ou le fond des chaudières. D’ailleurs la fréquence de l'alimentation forcerait à ouvrir souvent les portes , ce qui introduit nécessairement un air froid défavorable à l’opération. On peut, jusqu’à un certain point, combiner les avantages des deux systèmes de chargement de la grille, quand on emploie la houille, le coke ou la tourbe, ’ en ne plaçant sur les barres qu’une quantité modérée de combustible , et en bouchant l’ouverture extérieure, en y accumulant à l’entrée le combustible que l’on entasse, et dont une face s’échauffe considérablement: on l’avance ensuite successivement sur la grille à mesure qu’elle se dégarnit. Dans tous les cas, comme il est impossible de déterminer à priori la charge de la grille , qui doit être en rapport avec l’intromission de l’air, parce que cette condition dépend beaucoup du volume des fragmens du combustible et du tirage de la cheminée, il faudra être attentif à ce qui se passera sur la grille, et la charger jusqu’à ce qu’on aperçoive un ralentissement sensible dans la combustion. Une épaisseur

SUR LES FOUENEÀUX. 33

etoà 12 centimètres de houille et de 5 à iScentimètresdc coke sur Ins grilles barreaux , espacés enlreeux d’un centiièlre, avec un bon tirage de la chemiie, convient bien en général.

La forme et la capacité de l’espace ii se trouve pour le développement de flamme entre la surface supérieure du mbustible et la paroi supérieure du jrneau , influent beaucoup sur l’activité la combustion , et sur l’effet qu’on en end. La nature même des parois n’est s à cet égard sans influence. Les consirations suivantes pourront conduire à solution du problème:

La combustion se propage d’autant is vivement et avec d’autant plus d’cfutilc, que le combustible et le milieu is lequel il brûle sont à une plus re température, si l’air y afflue avec ; vitesse proportionnée à ce qui s’eu isume.

l’est à la surface du combustible que léveloppe la chaleur.

ja flamme n’existe que là où il y a vacation d’une substance combustible ; comme sou rayonnement n’est que -faible, et qu’elle passe rapidement aînée par le courant d’air , elle u’é-

chauffe que peu le milieu oi* elle a été développée. • : > * •

Pour tirer parti de ces données , supposons, par exemple, le cas d’une chaudière h vapeur. Si on place le fond de la chaudière à une assez grande distance du combustible pour que la flamme ne le touche que par son extrémité, la chaudière ne sera échauffée que par le rayonnement du combustible solide et des parois du foyer , et par le contact de l'air chaud.

Dans ce cas , si la chaudière est suffisamment grande, et que ce contact se prolonge sur toute son étendue, de manière que l’air à sa sortie du fourneau soit k la même température que la chaudière ou n’en diffère que peu, c'est tout ce que l’on peut espérer de mieux.

Si, au contraire, la chaudière était placée très-près du combustible brûlant, ou dans la flamme, on pourrait, dans ce cas, employer des chaudières d’une plus petite dimension ; mais cet avantage ne compenserait pas les inconvéniens qui résultent de ce que les chaudières qui contiennent de l’eau en évaporation sont plus froides relativement que le foyer, et elles éteindraient en partie la flamme ou point du contact; le combus-

lible se refroidirait, et par conséquent la combustion se ralentissant , il y au- J0 . rait production de beaucoup de fumée ,

, K qui eotraînerait de ia chaleur eu pure j. perte. . . ,

En résumé, quand il ne s’agit que de ; production de vapeurs d’eau, il est lou- , joursavantageux de placer les chaudières

à une hauteur suffisante dans le foyer , pour que la flamme se développe librement sous leur fond; tandis que si le corps que l’on veut échauffer devait atteindre à une haute température , il conviendrait de le plonger dans la flamme entièrement; et dans ce cas la continuité et l’intensité de la combustion le mettant en équilibre de température avec la flamme développée , l’inconvénient que nous avons signalé plus hautn’exisLerait plus. A la vérité , on ne parviendrait à ce résultat qu’en perdant un grand excès de chaleur, mais cela est inévitable; car l’air ne peut s’échapper du foyer par la cheminée à une température inférieure., à celle de la chaudière.

Le b ois produisant beaucoup plus de flamme dans sa combustion qué la houille f il faut laisser , pour le premier de ces combustibles, beaucoup plus d’es-

pacc entre la grille et le fond de la chaudière. " •*' . " . * •

Pour les bonnes houilles grasses qui , dans la classe de ce combustible , sont celles qui produisent le plus de flamme 4 il faut que cet intervalle soit de 3o à 55 centimètres. Quant au bois, il exige un foyer au moins quadruple de celui pour la combustion de la bouille. Le coke exige aussi beaucoup plus de capacité de foyer que lu houille (du doubleau triple), mais ce n’est pas à cause de la llamme qu'il développe; cela tient uniquement à ce qu’à poids égal il est plus volumineux et occupe par conséquent plus de jdace.

La tourbe, en général , exige autant, de place que le coke. Quant aux charbons de bois et de tourbe, dans la combustion desquels il ne se développé’ guère deflamme, l’espace qui leur est nécessaire est à peu près en rapport avec leur volume comparé à leur masse; c’està-dire entre les bouilles et le coke.

Les portes des foyers qui servent à l’alimentation de la grille et à son dégagement quand les charbons l’obstruent, doivent être tenues fermées Ks

plus exactement possible. La presque totalité de l’air qui s’introduit par les j fissures de ces portes , ne frappant qu’cn 1( dessus du combustible e'chappe à la

combustion et ne fait que refroidir le • foyer.

Comme il est également essentiel que Jes portes des foyers combinent la facilité de la manœuvre avec la durée et une certaine imperméabilité à la chaleur, qui se perdrait par celte voie, les constructeurs ont beaucoup Varié ce genre de construction. Il convient dabord, pour éviter le trop grand écbauifernent de la porte , et par conséquent une perte de chaleur, qu’elle soit éloignée du combustible qui brûle , au moins de centimètres. Une très-bonne disposition, très -commode d’ailleurs et fort économique, est de ne pratiquer dans la porte , ni charnière, ni châssis.

On la fait porter sur un pied placé au • niveau du sol , et elle vient s’appuyer le plus exactement possible contre le châs»

iis d'embrasure du foyer; on le place et m renié ve à l’aide d’une clé ou crochet.

.es portes à bascules, employées prinpaiement pour les fours à réverbères, n t encore susceptibles d’application

Foorneoux. 3

à tous les systèmes de fourneaux, à moins que la fréquence de la manœuvre d’ouverture du foyer n’en rende l’usage pénible. Cette espèce de porte est ordinairement composée d’un cadreouchâssis en fer forgé , ou en fonte, rempli de briques ou d’une grande pierre plate.

Si l’oo veut conserver l’usage des portes de loyer à charnières, on doit adopter le mode de construction qui suit:

l’embrasure même de l’ouverture est en fonte de fer, elle se termine en dehors par de larges rebords, scellés dans la maçonnerie. Les gonds de la porte sont fixés sur ces rebords La porte est en fonte et garnieen dedans d’un cadre également en fonte quel’on remplit de briques.

Mais ce dont on doit bien soigneusement se garder , si l’on vise à l’économie dans le combustible, c’est de l’emploi de simples plaques de tôle minces, percées d’un trou dans le milieu pourles enlever à l’aide d’uu crochet, et qu’on place librement à l’ouverture du foyer.

Jamais Ces plaques ne ferment bien, et elles donnent abondamment accès à l’air froid de l’extérieur : ellessont d’ailleurs presque toujours rouges de feu , et par conséquent elles occasioncnt une perte

DE LA CHEMINÉE. Zÿ

: norme de chaleur. Quelque peu dispendieuse que soit leur construction et uelque facile que soit leur service, il lut donc en proscrire l’usage.

es Dimensions à donner aux Chemi nées, d'après la spécialité de leur destination .

Dans tout appareil de combustion (et ? cheminée fait constamment partie n de ces appareils quelconques), il vient d'atoir égard :

*. A la nature du combustible ;

*. A celle du corps que l’on veut neltre à l’influence de la chaleur;

A l’étendue de l’effet que l’on veut luire ;

. Jl faut enfin examiner s’il ne s’agit d’employer seulement la chaleur

entraînée par le courant d’air chaud ( tel est spécialement le cas des fourneaux destinés à l’application de la chaleur sur un vase évaporaloire, sur un creuset, etc., placés à une certaine distance du siège de la combustion) ou s’il s’agit de mettre à profit la chaleur rayonnante, comme lorsque, par exemple, il yaà échauffer la sole d’un fourneau de réverbère, ou à portera une haute température la capacité d’un fourneau de vernie, etc.; ou bien encore, si l’on doit utiliser ces deux modes de dégagement de la chaleur.

Mais en général, sauf les modifications dans les formes et Les dimensions nécessitées par les spécialités deleur emploi, tous ces appareils de combustion présentent les parties principales qui suivent, et qu’il est nécessaire d’envisager distinctement :

i°. Le foyer ou le lieu de la combustion;

a°. La place du corps qui doit être échauffé;

3°. Le passage qui doit donner issue

au dégagement des produits de la combustion et dé l’air non consommé qui est entraîné avec eux. C’est, h proprement parler, ce passage qui reçoit le nom de Cheminée.

Dans certains fourneaux , et principalement dans ceux où s’opère la fusion de plusieurs sortes de métaux, les parties i et 2 se confondent souvent; c'est-àdire que le combustible est placé indistinctement avec le corps à chauffer ou à fondre» soit par superposition, confusion ou de toute autre manière.

Quant à la troisième partie, ou cheminée , elle ne manque jamais, c’est àdire, ne se confond avec 1rs deux premières que dans les cas très rares des appareils dits à air forcé par une soufflerie ; ou bien encore quand l’intensité de la chaleur, la continuité de la chauffe , et quelques circonstances particulières qui occasionent le brûlement presque complet de la fumée produite dans le fourneau même, permettent de supprimer la cheminée. Tel est le cas pour les fourneaux de verrerie.

Les deux premières partie des fourneaux doivent nécessairement varier selon les cas particuliers auxquels ceux-

ci sont appliqués, et qui dépendent de la masse du combustibles faire brûler* de son volume, de sa nature et de la place qu’occupe dans le fourneau le sujet de l’opérai icn , et des transformations qu’il est susceptible d’éprouver par l’effet même de l’opération à laquelle k il est soumis.

Il n’en est pas absolument ainsi de la cheminée : c’est une partie isolée des deux autres et presque invariable dans ses formes générales; elle se range parla même dans u^ ordre de considérations et de principes fixes de construction qui nous permet de la considérer abstraction faite de sa destination spéciale.

Jetons d’abord un coup d’œil général sur les fonctions d’une cheminée. Elle est destine'e :

1 °. A rejeter à une hauteur plus ou moins grande dans 1,’alm'osphère * les produits de la combustion, des fragmens du combustible plus ou moins dénaturé, et les produits d’une espèce de distillation; des matières hydrogénées huileuses * de l’eau vaporisée , etc. ; tous produits incommodes dans les ateliers.

DE LA CHEMLNÉE. 43

fil dont il est essentiel de les débarraser» série plus complètement possible.

| a a 0 . A produire, au moyen de ce qu’on

/g appelle vulgairement le tirage , une nré-

cipitalion rapide et abondante de l’air , r sur le combustible; et par-là, elle don

:| ne de l’activité à la combustion , qui

produit d’autant plus de chaleur qu’elle est plus rapide.

S’il était rigoureusement possible, dans tous les cas, de donner aux chemine'es les dimensions justement convenables à leurs usages, il faudrait proportionner ces dimensions à la quantité d’air exactement nécessaire pour la combustion du combustible qu’on voudrait introduire à la fois dans le foyer.

Ces quantités d’air strictement nécessaires à la combustion des dificreus combustibles, n’offrent pas pour leur de'terminalion des difficultés qui soient insurmontables , ni même très-embarrassantes. Mais il faut observer que, pour la combustion d’une même masse, ces quantités doivent varier souvent, à cause de la grosseur des morceaux du combustible, à cause de l’arrangement qu’ils prennent successivement dans le foyer, et C£ii*t 1 est à peu près impossible de

soumettre à une disposition constante.

Pour que dans tous Jes instans l’activité de la combustion reste à peu près la même* il devient donc indispensable d’introduire une masse d’air qui, parfois en excès , garantisse du moins dans tous les cas du danger d’extinction ou de trop grand ralentissement.

D’aprcs diverses expériences confiées à des praticiens habiles, et dont il ne nous est possible de rapporter ici que les résultats, nous devons admettre que les quantités d’air qui suivent sont nécessaires pour la combustion des divers combustibles les plus universellement employés :

Pour un kilogramme de bon bois bien sec îomèt. cub.

Pour un kilogramme de bois au degré de dessication ordinaire surleschantiers 7 5 o

oo oo

CO

Pour un kilogramme de bonne bouille ordinaire. . 20 Pour un kilogramme de coke ( charbon de houille ) 18 Pour un kilogramme de charbon de bois. ....... 18

Cellebase approximative mettra à meme, dans tous les cas particuliers, de déterminer la quantité d’air nécessaire pour une combustion suffisamment rapide, et pour obtenir dans un tems donne' l’effet calorifique nécessaire.

Quant à la hauteur à donner aux cheminées, il est, dans tous les cas, trèsavantageux que, dans les limites commandées par la prudence, sous le rapport île résistance à l’action des vents', elle soit la plus grande possible. Nous parlons ici de la hauteur verticale et absolue, abstraction faite de l'augmentation de longueur du canal par le développement des surfacesde dévoiement et d’obliquité; en un mot, de cette bailleur qui mesure celle de la colonne d'air échauffé qui produit lemotivement; car, pour ce qui est de la longueur du canal dans toutes les directions, elle peut 6e composer de circuits d’une grande ctendne pour le cours de la fumée dont on veut mettre à profit la chaleur, comme c’est principalement le cas pour les cheminées d’usines où l’on cliaulfe de grandes chaudières évaporaloircs ou de < con cen l ra t i on.

La grande hauteur que nous conseil--

46 DE LA GHEMIJYÉE.

• Ions de donner aux cheminées, afin d’augmenter leur tirage, a pour effet utile»

dans presque toutes les usines, d’ajouter considérablement à l’activité de la combustion , condition, dans tous les cas, avantageuse à la calorification; car plus la température du foyer est élevée , moins il y a d’air qui échappe à la combustion; et l’observation a prouvé que les feux languissans sont tellement défavorables, comparés à ceux qui ont plus d'activité, que même pour l’évaporation de l’eau ( qui est peut-être le cas oii la promptitude du développement est le moins essentielle), les appareils étaient d’autant plus productifs que le feu était plus ardept;et cela dans un rapport qui augmente rapidement avec les températures. On serait cependant porté à croire que lorsque l’air s’échappe d’une cheminée seulement à une basse température , il y a moins de perle absolue de chaleurque lorsque cet échappement a lieu à une température élevée : mais c’est une erreur; l’effet est beaucoup plus que compensé dans l’hypothèse inverse ; car la lenteur du tirage abaisse là température du foyer, et il échappe une quantité considérable d’air à la com-

hustion : cctui-ci refroidit l’air chaud qui, dans son trajet, échauffe d’autant moins les corps soumis à son contact.

Règle générale : plus vous chaufferez à feu vif, quand l’opération n'en souffrira pas d’ailleurs, et plus vous obtiendrez d’économie dans le combustible pour un effet donné.

Un tirage considérable offre d'ailleurs l’immense avantage de pouvoir accumuler sur les grilles des foyers une grande épaisseur du combustible, ce qui diminue d'autant la quantité d'air qui échappe à la combustion et qui s’emparerait dans son passage d'une partie de la chaleur dégagée par le combustible et par l’air décomposé. Dans ce cas 1 , on lire avantageusement parti du produit d'une combustion plus rapide, au moyen de l’allongement des canaux de circulation , si les masses à échauffer sont volumineuses, telles , par exemple , que • les grandes chaudières d’évaporation.

Dans aucun cas il ne peut y avoir d’incon vénientà disposer une cheminéepour un grand tirage > puisqu’on reste toujours maître de le modérer à volonté, au moyen de soupapes ou de registres que l'on peut placer dans les parties de

cheminée où il paraîtra le plu? conenable île les fixer

Trois circonstances influent sur le tirage d’une cheminée :

i n . Sa hauteur;

2 °. Son diamètre;

5°. La température de l’air qu’on y fait passer.

Les deux premières conditions , hormis le cas d’empêchement à cause de localités particulières et rares, n’offrent guères de difficulté dans l’exécution., Quant au maintien de l’air qui doit traverser la cheminée à une haute température, il est soumis à des considérations d’économie qui ne sont pas à négliger.

La chaleur entraînée par la fumée dans une cheminée , et qui est un élément essentiel du tirage, est bien loin d’être en totalité employée pour cet effet utile. Il s’en perd continuellement par les parois de la cheminée. Voilà pourquoi , dans le cas de cheminées en poterie mince et surtout en tuyaux de fonte, on voil se ralentir si facilement

et si fréquemment le tirage. Nous parlerons plus loin de la nature et de l’emploi des matériaux qui, dans la construction des cheminées, sont susceptibles de, diminuer le plus possible l’inconvénient que nous venons de signaler.

Pour la détermination du diamètre à donner aux cheminées, on doit consi^ dérer qu’eu augmentant le diamètre d’une cheminée, pourvu que l’orifice inférieur reste le môme, et que l’orifice supérieur soit libre, la vitesse à l’orifice inférieur croîtra à peu près dans le rapport inverse du diamètre de l’orifice.

Il est facile de voir que le maximum du diamètre que l’on peut donner aux cheminées pour une consommation donnée de combustible , doit dépendre d’un grand nombre de circonstances locales, telles que la force des vents, la position de l’établissement . etc.

A moins de garnir la partie supérieure de la cheminée, d’un appareil destiné à empêcher le refoulement de la fumée par l’effet des vents, il pourrait être dangereux de dépasser de certaines dimensions pour le diamètre. Il ne faudrait pas que la vitesse de l’air y fut de.

5o DE J.A CHEMINÉE.

moins de i à 5 mctres par seconde; condition qu’il est toujours facile d'obtenir, tout en conservant cependant l’avantage des larges cheminées, au moyen d’un rétrécissement de l’orifice supérieur, pratiqué à l’aide soit d’une plaque à registre mobile, soit d’une bascule.

En résumé, il sera toujours avantageux, pour obtenir un bon tirage dans les cheminées, de leur donner i i° le plus de hauteur possible; * 2 ° le plus grand diamètre* pourvu qu’au moyen d’une épaisseur suffisante des parois, on obvie au refroidissement que le développement des surfaces tend à produire, et que, par le rétrécissement de l'orifice supérieur, on conserve à l’air chaud qui s’écoule dans l’atmosphèré, le degré de vitesse suffisant..

Des Matériaux pour la construction des cheminées, de leur épaisseur et des formes à adopter.

Il est d’abord évident , puisque pour une môme substance le refroidissement diminue avec l’épaisseur, qu’il sera dans tous les cas avantageux de donner aux

DE la cheminée. 5l

parois des cheminées toute l’épaisseur compatible avec les moyens d’exécution.

La meilleure de toutes les constructions serait une cheminée en fonte, comme en emploient les Anglais, revêtue de fortes briques ou de toute autre matière peu conductrice.

Cependant, comme pour les grands appareils, l’emploi de la fonte est encore trop coûteux, surtout en France, et que les cheminées en tôle , d’ailleurs plus légères à raison de leur peu d’épaisseur et plus économiques, ont l’inconvénient de s’oxider avec une grande rapidité, on se trouve, dans le plus grand nombre des cas, forcé d’en revenir à l’emploi des briques.

Les frottemens s’opposant à la vitesse de l’ascension de l’air dans les cheminées, et par conséquent à la bonté du tirage, et les frottemens étant d’autant plus considérables sur les parois intérieures d’un tube quelconque que la forme de tube s’éloigne de la circulaire ou cylindrique, il en résulte que, de toutes les formes à donner aux conduits des cheminées, c’est cette dernière qui ' est la plus avantageuse : c’est d’ailleurs

52 DE LÀ CHEMIJNÉE.

celle avec laquelle doivent le plus rare' ment s'établir les doubles courans d’air si préjudiciables au tirage.

Mais la forme circulaire de chaque section d’une même cheminée étant adoptée, reste encore à déterminer si toutes les sections seront égales en diamètre; c’est-à-dire s’il convient plutôt d’avoir un cylindre qu’un cône; et si la forme conique est celle qu’on préfère, renversera-t-on le cône ou L’asseoirat-on sur sa base? Cette dernière disposition est la plus généralement adoptée, et elle semble, indépendamment de l’économie et delà facilité de construction, réunir plusieurs avantages notables qui doivent lui assurer la préférence.

[.es seules bonnes formes sur lesquelles il y ait un choix à faire sont celles, fig. io, i 1, 12, i 5 et i/ f .

Les formes 10, T2 et,i 4 sont fréquemment employées; celles n et i 5 ne le^ sont presque jamais.

La forme 1 1 serait cependant avanla-.

geuse , mais la construction en est trop, dispendieuse. On a d’ailleurs autant davantage et moins de difficulté à cens-, truire une cheminée absolument cylindrique, c J est-à-dire dont le diamètre.

soit égal à celui cle l’orifice supérieur :

c’est )a forme 10.

Dans la pratique, c’est la forme conique 12 qui convient le mieux , et c’est la plus généralement employée.

Relativement à la direction des cheminées, il est évident que la meilleure disposition est la verticale, quand les localités le permettent; car, dans leur contournement ou simplement leur inclinaison, la pression qui produit le mouvement dépend uniquement de la différence de hauteur des deux orifices, tandis que lesfrottemenss’exercent et la déperdition de chaleur a lieu sur la longueur totale du conduit.

Quant aux cheminées communes à plusieurs fourneaux, elles sont toujours fort avantageuses dans le cas de fourneaux très-rapproehés entre eux; cela produit A’abord de l’économie , car la dépense d’une cheminée pour matériaux et maiu-d’œuvre n’augmente que dans un rapport beaucoup moindre que sa section transversale; c’est en effet la surface qui coûte , et cette dernière ne croit que suivant la racine carrée de sa section; d’où résulte qu’une cheminée d'ime capacité quadruple ne coûterait

54 de la chemijvée.

que deux fois plus; secondement , le refroidissement des fumées est moindre, puisque la surface de la cheminée est moindre que la somme de celles qu’eile remplace; troisièmement, la cheminée ayant plus de surface de hase , peut , avec la même épaisseur, être élevée à une plus grande hauteur; quatrièmement enfin on remarque que les anomalies que présente le tirage de chaque fourneau , suivant l’état du foyer, se compensent mutuellement, et que chaque tirage devient beaucoup plus uniforme.

Il faut cependant, dans le cas d’une cheminée commune, que les canaux hoi izontaux ou faiblement inclinés qui conduisent les fumées de chaque fourneau à la cheminée commune, aient une épaisseur suffisante pour que la perle de chaleur dans ce trajet soit peu considérable, afin qu’elles arrivent dans la cheminée Commune avec une température suffisante : il faut enfin que cette cheminée ait une section au moins égale à la somme des sections de tous les canaux qui y débouchent.

Quant aux cheminées dites communes, fflais qui cepeudant sont séparées inlé-

- rieurement par des cloisons de manicro

DK LA CHEMINÉE. 55

à former autant de canaux distincts qui reçoivent chacun la fumée de sonfourneau,on ne peut y voir qu’un assemblage de cheminées accolées les unes contre les autres; et celte construction ne peut offrir d'autre avantage que celui de la solidilé qui résulte d’un soutien mutuel, et quelque économie dans la main-d’œuvre et l’emploi des matériaux.

Les cheminées isolées , qui sont les plus communes pour les usines, doivent offrir beaucoup de résistance à l’action des vents; voilà pourquoi on leur donne ordinairement la forme pyramidale. En • général, la diminution de l’épaisseur extérieure est de o. o 3 par mètre de hauteur, et le retrait intérieur est seulement de o. 026 par mètre.

Mais ce que nous croyons tout autant essentiel, serait de donner au fût des cheminées, non plus la forme quadranguiaire qui n’est que trop souvent usitée, mais la cylindrique; ou , au moins , une forme polygonale : telle, par exemple, que le polygone à 6 ou 8 pans, dans le cas où la difficulté de se procurer des briques moulées exprès, s’opposerait absolument à l’adoption de la forme cylindrique.

'Il faut varier la nature des briques pour la construction d’une cheminée, suivant la- température que doit avoir l’air qui y passe. Quand cette température est très -élevée, comme dans les fourneaux destinés à la fonte des métaux réfractaires, les briques doivent l’être elles-mêmes beaucoup. Mais quand la température ne doit pas dépasser 4 à 5oo degrés, on peut employer à la construction des briques ordinaires, pourvu qu'elles soient bien homogènes , bien liées et inaltérables par la pluie.

Quant à la matière pour la liaison des briques, les mêmes considérations doivent la faire varier. On peut employer la terre à brique crue, le mortier, ei même le plâtre , ou un mélange de plusieurs de ces substances, suivant les circonstances , et surtout suivant l’intensité de la chaleur.

Pour les températures très- élevées , on n’emploie que la terre à briques crue. Dans les basses températures, le plâtre et le mortier de chaux et sable siliceux , peuvent convenir.

On donne de la solidité aux cheminées pour les très-hautes températures, au moyen d’une armature en fer, ou de •

iien$ qui assujétissent les barres montantes que ces liens embrassent.

Nous avons importé d'Angleterre l’usage des. cheminées d’une très-grande hauteur. Anciennement les cheminées isolées de nos usines ne dépassaient guères 42 pieds de haut; nous en avons aujourd’hui de plus de 100 pieds.

Nous ne terminerons pas cet article relatif au mode de construction des cheminées, sans appeler L’attention sur les inconvéniens qui pourraient résulter de ce que le constructeur ferait usage de tuyaux de fonte qu’il engagerait dans la maçonnerie. Les dilatations et les contractions de la fonte, causées par les changemens de température , sont susceptibles d’occasioner très-fréquemment des fractures avec retrait, très-dangereuses pour la cheminée. < '

Des Moyens d’intercepter , en tout ou en partie , le passage de la cheminée.

C’est principalement dans le cas d’intermittence du fonctionnement des appareils, qu’il est utile de placer dans un point quelconque de la cheminée, un obturateur au moyen duquel on puisse

58 DE LA CHEMLNÉE.

conserver la chaleur en interceptant le courant d'air, il sert aussi à modérer le tirage à volonté.

C’est le plüs souvent dans la partie basse ou moyenne de la cheminée que se placent les plaques ou trappes glissantes, afin de plus de commodité dans le service. Dans les petits appareils à cheminées cylindriques en tôle ou en fonte, on peut se contenter, pour régler l'ouverture de la cheminée , d’une plaque circulaire mobile autour d’un axe sur lequel elle est clouée. Cette disposition est bien connue; c’est celle en usage pour les tuyaux de poeles des apparlemens.

La fië\ 20 offre la disposition d’une trappe glissante horizontale. Cependant, pour les grands appareils, on préfère les trappes qui se. meuvent verticalement et qui sont soutenues par un contre-poids.

Mais quand la température de l’air qui passe par la cheminée est extrêmement élevée , comme cela a lieu pour plusieurs fourneaux de réverbère, pour les fours à puddler la fonte, etc. Il est impossible d’employer en dedans de la cheminée les obturateurs, parce que la tôle ou la fontedont ils sont composés , serait bientôt déformées ou profondément oxi-

DE LA CHEMINÉE. 5q

liées ; dans ce cas, on place la plaque mobile à l’orifice supérieur de la cheminée.

Là une de ses surfaces reste exposée à l’air froid, ce qui en prévient la détérioration. Nous donnons cette disposition fig . 21. a b , est une plaque de fonte soutenue par une tige verticale c d , fixée à genoux, à l’extrémité dut levier cf g , mobile autour du point/; l’extrémité g reçoit une chaîne m , au moyen de laquelle on peut régler la distance de la plaque a b à l’orifice de la cheminée.

Des Foyers dans lesquels la flamme se porce de haut en bas .

Nous ne voulons pas parler ici des fourneaux dits à flamme renversée et où ce renversement total, ou une simple inclinaison , n’a lieu qu’à l’issue du foyer. Ce que nous entendons par direction de la llamme du haut en bas ne s'applique qu’à la capacité du foyer même; c’est-à-dire qu’à sa naissance, et pour entrer dans le foyer, la flamme prend cette direction.

Pour produire cet effet, qui en apparence contrarie ce que l’on connaît de la propriété ascensionnelle et verticale de la flamme dans les foyers ordinaires

et dans les cheminées, il suffit de faire arriver le courant d’air qui presse sur la flamme par la partie supérieure du foyer, en augmentant d’ailleurs la cheminée d’une hauteur aumoins égale au trajet de la flamme de haut en bas.

Cette espèce de foyer brûle plus complètement la fumée , composée de corpuscules combustibles suspendus dans des gaz ou vapeurs, que leur légèreté spécifique contraint a lutter en quelque sorte contre le courant de haut en bas qui s’établit dans ce cas , et à rester plus long-tems en contact avec l’air chaud qui les consume. Ces fojers, par une raison analogue , offrent 1 avantage d une flamme plus courte, plus long-tems appliquée aux corps que l’on veut échauffer, et dont il s échappé sans utiliie une moindre partie par la cheminee. Malheureusement la rapide destruction des grilles qui, dans ce système, se trouvent plongées continuellement dans une atmosphère enflammée, et ne. sont point, comme dans les foyers ordinaires, rafraîchies par un air arrivant froid pardessous, offre un bien grave inconvénient. Aussi, est-il rare qu’on mette en pratique cette disposition du courant

DE LA CHEMINÉE. 6l

d’air , lorsque la houille ou le coke sont les combustibles employés. Mais l’usage du Lois permet plus facilement ce genre de foyers, qui convient bien pour tous les cas où il s’agit à tout prix de brûler les fuliginosités entraînées avec la ilam— me. C’est ainsi que le grand feu des porcelainiers offre un exemple constant de la flamme renversée; fé bois, fendu menu et placé en travers sur les rebords des allandiers, y brûle sans le secours de grilles.

Indépendamment de ces simples fourneaux à flamme dirigée de hau.l en bas, ou plutôt par un perfectionnement de cette application du même principe, on a imaginé des constructions plus recherchées auxquelles on a, avec plus ou moins de raison, imposé le nom de/hrnivore. Nous disons avec plus ou moins de raison , car, en effet, il est fort difficile de se procurer un fourneau auquel celle épithète convienne parfaitement.

Il faudrait pour y atteindre, un concours de circonstances difficiles à commander.

Aussi voit-on constamment sortir de tous ces fourneaux, principalement à l’instant où l’on charge les foyers, une certaine quantité de fumée.

Fourneanx. 4

Et en effet , pour qu’un foyer fut complètement fumivore , il faudrait d’abord que la température y fut extrêmement élevée , malgré le passage d’une quantité d’air affluente telle qu’après avoir traversé le combustiblesolide, elle pût fournir assez d’oxygène pour brûler tous les gaz combustibles qui s’en dégagent. On sent combien la réunion de ces conditions est difficile; car s’il passe beaucoup d’air , la portion qui ne se décompose pas refroidit le foyer.

Cinq principales sortes d’appareils ont été successivement imaginés pour opérer la combustion de la fumée : d’abord les foyers à flamme renversée ; 2' les foyers dans lesquels une grande partie de la chaleur est réfléchie sur le combustible; 3 ° les foyers dans lesquels un courant d'air frais se trouve injecté sur la flamme; 4 ° ceux dans lesquels la fumée passe sur un second foyer alimenté par du coke et de l’air neuf; et finalement 5 ° les foyers à grille tournante.

Nous avons suffisamment parlé des flammes renversées.

Les fourneaux de réverbère sont un exemple de la deuxième espèce. La fig. 7 nous en offr,-» un surmonté en par-

tie par une voûte , et où la flamme s’échappe par le côté. Sur la fig. i5 la voûte est complète ; à son sommet cette voûte est percée de trois ouvertures par lesquelles passe la flamme. Quelquefois il n'y a qu’une de ces ouvertures; le nombre n’en est pas invariable. La dernière construction surtout est avantageuse, et toutes deux remplissent autant que possible leur but; la combustion ayant beaucoup d’activité, sous ce rapport il y a économie; mais ces foyers exigent une grande surface de chauffe , car il n’y a aucune chaleur rayonnée du foyer sur la chaudière.

La troisième espèce de fourneaux fumivores, celle dans laquelle on prétend achever complètement la combustion de la fumée, au moyen d’une injection d’air frais, a été l’objet des recherches du célèbre Watt, en Angleterre; mais, malgré toute l’activité de son génie inventif, il faut convenir que ce genre de construction laisse encore beaucoup à désirer, parce qu’il est toujours difficile de proportionner exactement au besoin qu’on en a l’introduction de l’air, et que toute la partie qui n’est pas employée pour fournir l’oxygène nécessaire refroi-

dit d’autant la flamme, et nuit par-là ' essentiellement à la combustion de la fumée. La commodité de l’emploi d’un tel moyen en a cependant fait désirer partout l’application , et les tentatives se sont multipliées. Aujourd’hui encore, dans un grand nombre d’usines, on voit de ces appareils qui remplissent plus ou moins complètement le but que l’on se propose; en France, MM. Clément et Désormes, Cliampy (ils et Gingembre, sont ceux qui, les premiers, se sont occupés de cet intéressant objet.

Robertson qui avait , dès l’année 1801 , pris en Angleterre une patente pour des modifications à l’appareil de Watt, a publié le sien. Dans l’appareil de Ro- ÎDertson, la grille du fourneau est légèrement inclinée vers un des côtés du contre-cœur du foyer; le cendrier placé au-dessous sert d’introduction à l’air pour alimenter la combustion. Le combustible est versé sur la grille à l’aide d’une trémie en fonte maintenue constamment pleine de charbon , au moyen de quoi on évite l’introduction du grand excès d’air froid qui a lieu par le mode d’alimentation ordinaire lorsque l’on ouvre la porte du foyer, et les varia-

lions de température qu’éprouve le foyer quand on y verse ducbarbon noir: à l’extrémité de la trémie le charbon' acquiert déjà une haute température, et il, est rouge quand il tombe sur la grille. On pratique une ouverture prismatique dont les parois sont formées de plaques en fonte de fer; cette ouverture est destinée à introduire de l’air frais sur la flamme pour achever la combustion de la fumée.

11 y a plusieurs moyens d’augmenter ou de diminuer ce passage de l’air, soit par une plaque à registre ou de toute autre manière. L’espace qui se trouve en avant de la grille et au-dessous de la lrémie,est occupé par une autre, petite gril le verticale, à travers les barreaux de laquelle on peut introduire un instrument enfer pour attiser les charbons et pour les refouler , vers le fond du foyer. Cette grille verticale étant continuellement à découvert, n’ayant que Ircs-peu de hauteur, et restant toujours garnie de charbon, l’air qui s’y introduit contribue beaucoup à la combustion. Le courant d’air frais que l’on introduit pourrait être amené par-dessous la grille, au lieu de le faire

Ï >asser par-dessus : c’est ainsi que Watt .e pratiquait.

Nous donnons ici, fig . i6, la coupe d’un autre appareil fumivore que Watt a mis eu pratique. On voit dans ce fourneau deux foyers : celui A est alimenté par de la houille; celui S,parducokeou charbon de houille, qui ne dégage presque pas de fumée. La fumée du foyer A passe sur le foyer B avant d’entrer dans les canaux de circulation, et s’y brûle complètement; car, outre qu'elle y reçoit une haute température, il arrive sur la grille par ce foyer un courant considérable d’air neuf qui fournit l'oxygcne nécessaire à la combustion.

M. Gingembre, dans le fourneau do la machine à vapeur établie par lui à l’hotel des Monnaies, a imaginé d’introduire l’air pour la combustion de la fumée, par deux ouvertures placées de chaque côté de la porte du foyer. Cet air circule dans deux canaux semi-circulaires, et s’échappe par deux ouvertures latérales pratiquées dans les parois du conduit par où passe la fumée du foyer pour se rendre dans les canaux de circulation*

M. Chapman a proposé un autre appareil fumivore dont on trouve la description dans les actes de la société

d'encouragement de Londres pour l’année 1824. 1™ > l’air destiné à brûler la fumée s’échauffe eu passant à travers des grilles creuses avaut d’arriver à la flamme. La complication de l’appareil de M. Chapman paraît devoir empêcher l’usage de s’en répandre généralement.

Voilà pourquoi nous nous étendons peu sur le mode particulier de sa construction. Cependant l’idée est loin d’être à dédaigner; dans de certains cas 011 l’on ne regarderait pas aux frais de construction pour se débarrasser de la fumée à tout prix, elle pourrait recevoir une utile application. 11 est certain que l’introduction de l’air déjà très-chaud, quoique tou#, neuf, sur la flamme, doit brûler très-efficacement la fumée.

Les foyers à grilles tournantes, qui sont la cinquième espèce des fumivores essayés jusqu’ici , offrent une idée ingénieuse dont l’application s’étendra incontestablement partout où l’on aura une force motrice à sa disposition; car la construction que ces grilles nécessitent n’est point difficile. Le principe de ce fumivore est que la flamme qui s’échappe d’une grille douée d’un mouve-

ment de rotation sur elle-même, doit s’incliner parallèlement à la grille; dans ce cas, la pointe des jets de flamme se trouve dirigée presque perpendiculairement au courant d’air qui traverse la grille , et ils sont ainsi placés dans la circonstance la plus favorable pour la combustion des gaz combustibles contenus dans la flamme. Ces appareils, quoique peu difficiles, exigent l’emploi d’un mécanisme qui imprime le mouvement de rotation à la grille, mais ce mécanisme peut être varié avec le meme succès de bien des manières différentes. En général, dans tous les appareils fumivoresà grilles tournantes, le charbon tombe d’une trémie sur la grille, et tout] est disposé pour que la quantité du combustible qu’elle reçoit à la fois soit réglée d’une manière uniforme pour un tems égal. On connaît en France l’appareil fumivore de Brunton, établi sur le principe des grilles tournantes; il est aujourd’hui en pratique à Paris, chez M. Caillot, propriétaire des bains du quai de Gèvres.

Si l’on analyse l'effet des appareils fumivores que nous venons de décrire.

on trouvera que, sous le rapport de l'économie de combustible, les plus avantageux doivent être ceux à grille mobile et tournante; car la fumée n’y est point brûlée par un nouvel air introduit qui, dans tous les cas, détruit une partie de l’effet calorifique obtenu de la combustion de cette même fumée; ici tout est mécanique , c’est à la position que la rotation de la grille fait affecter à la flamme, qu’est due la combustion des gaz et des fuliginosités qu’elle renferme.

Sous le rapport de la combustion complète de ces fuliginosités, peut-être cependant devrait-on préférer , n’ayant point égard à la dépense, les moyens d’amener sur la flamme de l’air neuf déjà Irès-échauffé.