TEMPÉRATURE

totale

\ du kilogramme

de Tapoar

671 calories.

1" réservoir ....

Condenseur ....

Supposons Teau d'alimentation à la température de 20 degrés avant le réchauffage, ce qui exige l'application de 651 calories pour la transformer en vapeur à 20 kilogrammes de pression.

A l'aide de la vapeur d'émission, nous pouvons d'abord réchauffer Teau à 45*,6 sans faire tomber le vide ; la condensation de vapeur pour amener un kilogramme d'eau de 20* à 46%6, sera :

On aura ainsi 1^,043 d'eau alimentaire, en supposant le réchauffage

fait par injection, ou, s'il a lieu par surface, en supposant que Ton utilise de la même manière l'eau échauffée et Teau condensée.

L'eau à 45'*,6, que Ton fera passer ensuite à 87«,1 en l'échauffant de 41%5, condensera, par kilogramme :

Le kilogramme initial d'eau à 20 degrés sera ainsi transformé en lk,043 X 1,076 = lk,132 d'eau à 87^1, laquelle, pour passer à 128%5, consommera par kilogramme,

Le kilogramme initial d'eau sera ainsi devenu :

De même, après le réchauffage par la vapeur du premier réservoir, le poids de l'eau réchauffée sera devenu :

L'eau étant ainsi chauffée à 169,9, elle n'aura plus à recevoir que :

671 — 169,9 = 601,1 calories,

dans la chaudière, ce qui fait réaliser, comme économie :

En regard de cette économie de 23 % sur les calories à donner à l'eau, calculons la perte sur le travail fourni par kilogramme de vapeur. En supposant le travail également réparti entre les quatre cylindres, ce qui est ici une hypothèse suffisamment exacte, le calcul est facile.

Le poids de 1^,33 de vapeur produite, est employé à faire du travail et du réchauffage ; il se divise en cinq parties ;

1** 1S380 — 1^222 = 0^108 fait un quart du travail nonnal, puis est condensé;

2*» 1 ,222 — 1 .182 r= ,090 fait la moitié du travail nonnal ;

8'' 1 ,132 — 1 ,043 = ,089 fait les trois quarts du travail normal ;

4"^ ,048 fait la totalité du travail normal ;

6° . . - . • 1 ,000 fait la totalité du travail normal.

Total. . . 1S880

La perte de travail, par rapport à ce que rendrait 1^^,33 de vapeur travaillant dans les quatre cylindres, est :

Le résultat final, comme économie, est donc :

Dans la pratique, il n*a jamais été question d'employer quatre réchauffeurs successifs. On n*utilise pas la chaleur de la vapeur d'émission, à cause des dangers de rentrées d'air au vide, dans un réchauffeur qui serait un deuxième condenseur. On réchauffe une seule fois avec la vapeur d'un des réservoirs.

D'après un calcul analogue aux précédents, on peut obtenir théoriquement une économie de 8 % en réchauffant avec le troisième réservoir, et de 8 ^ en réchauffant avec le premier. En pratique, on réchauffe de préférence avec la vapeur du premier réservoir ; l'économie réalisée varie selon la position donnée au réchauffeur, qui doit être de préférence dans la chambre de la machine, tout près de sa prise de vapeur.

Les avantages économiques du réchauffage de l'eau tiennent, en partie, à ce que l'eau, introduite chaude, commence à se vaporiser dès son premier contact avec les parois. La circulation se trouve ainsi accrue, et la transmission de la chaleur par convection est favorisée. Ainsi s'explique la valeur élevée de l'économie réalisée avec un seul réchauffage, quand la vapeur est prise au premier réservoir. Le réchauffage donne encore une économie appréciable, bien que moindre que la précédente, quand on prend la vapeur à la chaudière même.

184. — Appareils de réparation Seau douce. Bouilleurs à simple effet. — Les machines marines ne peuvent pas fonctionner, sans certaines pertes d'eau douce, soit continues, par les fuites de tout genre, soit accidentelles, par les extractions, les purges à l'air libre, etc. La quantité d'eau totale contenue dans la chaudière, ou en réserve dans le circuit d'alimentation, irait donc en diminuant constamment, si l'on ne faisait de temps à autre des alimentations supplémentaires, nommées réparations.

La réparation à l'eau de mer étant aujourd'hui proscrite, il faut avoir, soit un approvisionnement d'eau douce de réserve, soit des appareils de distillation.

Les appareils distillatoires ont été mis à bord depuis longtemps. Us

servaient autrefois à fournir Teau douce nécessaire à l'équipage. On a simplement accru leur puissance, pour satisfaire aux besoins nouveaux des machines. Bouilleur Cousin

Pour Teau douce de Téquipage, on a des condensateurs spéciaux. Pour l'eau de la machine, on a le condenseur, qui fait partie de la machine. Nous n'avons à parler que des appareils auxiliaires propres à fournir la vapeur à condenser, qui se nomment bouilleurs.

Bouilleur du Crocodile

Fig. 228 Fig. 229

Pendant très longtemps on a produit la vapeur dans des chaudières chauffées au charbon, alimentées à l'eau de mer, et marchant à basse pression avec extraction. L'impossibilité de loger des chaudières auxiliaires sur les petits bâtiments a fait ensuite employer la vapeur des grandes chaudières comme moyen de chauffage. Les premiers bouilleurs étaient de simples caisses cylindriques, dans lesquelles l'eau de mer était chauffée par un serpentin. On recueillait l'eau condensée dans le serpentin pour la renvoyer aux chaudières, et on condensait la vapeur sortant du bouilleur pour avoir de l'eau potable. La figure 228 représente l'appareil de ce genre, qui a été installé en 1873 sur la canonnière le Crocodile.

On a remplacé ensuite le serpentin par un faisceau de tubes, compris entre deux plaques de tète et entouré de vapeur.On a eu ainsi les bouilleurs Cousin, du nom de Tingénieur qui en avait dessiné le modèle, bouilleurs à simple effet, qui sont encore en service sur beaucoup de bâtiments. Actuellement on est revenu à remploi des serpentins, qui ont, sur le faisceau tubulaire, l'avantage de ne pas donner de fuites. On obtient, avec ces appareils, un poids de vapeur inférieur au poids de la vapeur des grandes chaudières qu'ils condensent, 6 kilogrammes environ par kilogramme de charbon brûlé aux chaudières.

185. ~ Bouilleurs à effet multiple. — Dans le bouilleur à simple effet, la chaleur de la vapeur produite est perdue en totalité. On utilise au contraire cette vapeur dans les bouilleurs à effet multiple, appareils beaucoup plus économiques, qui ont été inventés par M. Sochet, dès 1832, au temps des cuisines distillatoires des navires à voiles, et auxquels on est récemment revenu.

Le principe des bouilleurs à effet multiple consiste à placer plusieurs bouilleurs à la suite les uns des autres, chacun d'eux servant de condenseur pour celui qui le précède, et de chaudière pour celui qui le suit. S'il n'y avait pas de pertes de chaleur par refroidissement extérieur, tous les bouilleurs auraient la même production et Ton obtiendrait, avec une quantité de vapeur initiale limitée, une quantité d'eau douce indéfinie. Ce principe n'a rien de paradoxal, puisqu'il n'y aurait pas de perte de chaleur, et qu'il n'y a, d'ailleurs, aucune production de travail.

En raison des refroidissements, la production de vapeur diminue, d'un bouilleur à l'autre, dans un certain rapport ^, égal à 0,9 ou 0,8 par exemple. Par conséquent, 1 kilogramme de vapeur initiale produit dans les bouilleurs successifs ^, j*, ^•,... ?» kilogrammes de vapeur; la quantité d'eau douce obtenue, en sus du premier kilogramme condensé, a donc pour expression :

dont la limite, pour n infini, serait

M. Sochet composait ses appareils de six bouilleurs, dont un de rechange, dans chacun desquels l'eau condensée était extraite par une petite pompe à air, mue à bras. Actuellement on se contente de trois bouilleurs, et on a ainsi le bouilleur à triple effets actuellement en service, qui est représenté figure 230.

Dans cet appareil, tel quMl est construit par la maison Mourraille, le bouilleur 1 reçoit directement la vapeur de la chaudière, et réchauffe le bouilleur II, qui réchauffe à- son tour III. La température et la pression diminuent naturellement d'un bouilleur à l'autre.

Bouilleur à triple effet [système Mourraille)

Fig. 280 I Bouillenr à haute preision U Bouilleur à moyenne pression.

III Bouilleur à basse pression.

IV Récbauffeur d'eau d'alimentation.

V Petit cheTal alimentaire.

a^ Chauflbge à la Tapeur du bouilleur I a> » I > II

a* • > » ni

5^ Sortie d'eau de cbauffiige du bouilleur I fta > » » II

ft> » » » III

c nhaufhga supplémentaire d ETaeuatlon accidentelle e KTaeuation au condenseur f Prise de Tapeur à condenser Q Pompe à eau froide

k Pompe à eau chaude

r* Alimentation du bouineur [

r« • » Il

r» I » III

|i Extraction du bouilleur

9 Robinets de Tidange

X Sortie d'eau à la bâche

% Entrée et sortie d'eau d'alimentation.

HI

L'eau de mer à vaporiser, ou eau d'alimentation, subit d'abord un réchauffage dans le réservoir IV, qui reçoit Teau condensée dans le réser-

voir III ; elle se rend de là dans le bouilleur III, où la pression est assez faible pour que Tappel s^y fasse par Teffet de la pression atmosphérique et de la différence de niveau avec la mer. L^eau qui n'a pas été évaporée dans III est prise par une pompe d'alimentation qui la refoule dans le bouilleur I ; ce qui reste après I, passe dans II ; le résidu final» non évaporé dans II, retourne à la mer par une extraction.

L^eau condensée dans I est impropre à tout autre service que celui de réparation ; elle est envoyée en général au. condenseur, où elle fait exactement récupérer la dépense de vapeur du bouilleur.

La vapeur produite par les trois bouilleurs, quand elle est destinée à

la réparation, est généralement renvoyée aussi au condenseur ; il est

préférable de ne pas perdre ainsi sa chaleur et de la diriger vers la

machine même, dans le réservoir intermédiaire où sa pression peut lui

Bouilleur MourraîUe donner accès; nous reviendrons sur ce

/} serpentins point au numéro suivant.

Les bouilleurs Mourraille sont à tubes ou à serpentins. La disposition intérieure des bouilleurs à serpentins est représentée figure 231 ; elle rappelle beaucoup celle du premier bouilleur construit à Cherbourg par M. Bigot. Le réchauffage est produit par un serpentin, dans lequel la vapeur circule au milieu de la masse liquide à vaporiser ; il n'y a pas de joints ; le nettoyage intérieur se fait facilement, en démontant le fond qui est amovible.

On a construit, sur le même modèle, des bouilleurs à simple effet de diverses grandeurs, qui sont principalement destinés aux torpilleurs. Ces appareils fonctionnent bien. On leur reproche seulement leur poids, qui est élevé. M. OrioUe a construit, exactement sur le même principe, des appareils sensiblement plus légers.

La production d'eau douce, et par suite *''8-2^^ le rendement économique des bouilleurs

à triple effet, sont assez exactement trois fois plus forts que ceux des bouilleurs à simple effet. Des expériences, faites sur le Jean-Bart et sur le Brennusy ont donné, en effet, une production de 17 litres d'eau douce par kilogramme de charbon brûlé.

Les principales données concernant les bouilleurs Mourraille et quel-

ques autres modèles, ainsi que leur production totale d*eau douce par 24 heures, sont réunies dans le tableau suivant :

BURFACB

de chauffe totale

POIDS

de l'appareil eau non comprise

PRODDCTIOH

d'eau

par

24 heures

BouiUenrs tnbnUires ^""^^ÏÏ!"

à triple effet. T^^a^ ^ petit modèle. •

Bouilleurs tubulaires / grand modèle.

à simple effet moyen modèle*

(modèle Cousin) ( petit modèle. »

„ ... . ,. grand modèle.

Bouilleurs à serpentms ^^ ^^^^j,,.

à simple effet. j p^J^ ^^^le. .

Bo

uillenr Oriolle à triple effet

BouiUeursWeir ( «~nd modèle.

. . , - . 5 moyen modèle, à simple effet. | ... ,., ^ \ petit modèle. •

Les variations considérables des surfaces de chauffe et des poids, pour des appareils de même système et de production égale, montrent que Ton est loin d'avoir un modèle général et définitif.

La règle suivie, pour la puissance des bouilleurs délivrés aux bâtiments de guerre français, consiste à assurer une production journalière de 4.000 litres par 1.000 chevaux de puissance maximum, en ayant une réserve de 2.000 litres par 1.000 chevaux. Elle permet de perdre i/36 de la vapeur sans toucher à la réserve, et de marcher, en consommant la réserve, soit 24 heures en perdant 1/24, soit douze heures en perdant 1/18 de la vapeur, toujours à toute vitesse.

La machine principale, aux mains d'un mécanicien soigneux, ne laisse presque pas fuir de vapeur, parfois même pas du tout; mais, dans toutes les machines auxiliaires et dans les tuyautages éloignés des bouteilles de purge, la perte d'eau douce est, en général, très considérable.

186. — Bouilleurs à combinaison^ produisant à la fois de Peau douce et du travail.

La question des bouilleurs a plus d'intérêt que ne l'indique la considération des pertes d*eau douce de la machine, si exagérées qu'on les suppose, et celle de la consommation de l'équipage. La vapeur employée en jets, peut rendre, en effet, des services importants, qu'on ne lui demande pas en généraL On est arrêté, en grande partie, par le prix auquel revient, en charbon dépensé, la réparation d'eau douce, ainsi que nous l'avons vu aux numéros 36 et 37 pour le tirage forcé, au numéro 59 pour la pulvérisation du pétrole.

Nous avons admis, selon l'usage, aux numéros 36 et 59, que la nécessité de réparer multiplie par deux la dépense de charbon due à l'emploi des jets de vapeur. Ce chifTre est trop faible, avec les bouilleurs à simple effet, qui se rencontrent le plus souvent sur les navires actuels ; en réalité, la dépense est multipliée par 2,5, le charbon dépensé à la consommation ne rendant, en vapeur, que les deux tiers de ce qu'il vaporiserait directement dans la chaudière.

Avec le bouilleur à triple effet, la dépense est multipliée par 1,5 seulement, le rendement des bouilleurs étant triplé; ce chiffre est encore élevé. De plus, pour une production temporaire de vapeur atteignant le chiffre de ce que peut consommer le tirage forcé ou induit, par exemple, le poids des bouilleurs actuels à triple effet deviendrait excessif.

Il y aurait donc grand intérêt à accroître encore le rendement actuel, et à pouvoir faire varier la puissance de production, en restant dans des limites de poids acceptables.

M. Gayde, qui, pendant un embarquement en eseadre, a fait une étude approfondie des pertes d'eau douce et des moyens de les diminuer, a préconisé une disposition de bouilleurs propre à réduire le prix de production de l'eau douce.

Le principe de la méthode serait de faire agir la vapeur dans un bouilleur à simple effet, sans la refroidir jusqu'à condensation, et de demander à la vapeur produite, de faire du travail dans la machine, au lieu d'une nouvelle vaporisation d'eau. La vapeur partiellement refroidie et la vapeur nouvelle, obtenue sensiblement à la même pression, retourneraient ensemble à la machine, dans un réservoir de cylindre à pression correspondante à la leur ; du choix du réservoir d'évacuation des bouilleurs, dépendrait leur puissance évaporatoire par mètre carré de surface de chauffe. On peut, du reste, utiliser d'une manière différente les deux vapeurs sorlai^ du bouilleur, et faire avec elles toutes les combinaisons imaginables. La perte totale de chaleur pourrait ainsi se réduire théoriquement à zéro, ou plutôt à la perte par rayonnement et conductibihté

du bouilleur et de son tuyautage. On pourrait entretenir pleines les caisses de réserve, en profitant des circonstances habituelles de marche, où les besoins de la réparation sont faibles. Le bouilleur se disposerait sans difficulté d'ailleurs, pour fonctionner au besoin comme un bouilleur à grande production, en vue des circonstances exceptionnelles, où une grande production d'eau douce serait immédiatement nécessaire.

Cette combinaison d'une production de vapeur et d'une production de travail mérite d'être essayée. Déjà, M. Weir fait une application partielle du principe, en employant à chauffer son bouilleur, de la vapeur ayant fourni du travail ou de la chaleur dans la machine.