SI

• en

• tf

•jj

-Li H.

sS|

ta lit

si?

Cfl.

os o

o OS '

li^ fc^

kite

ts — » O»

co **

»sS

oe • o>

00 eo

pression de la chaudière. Grâce à ce dispositif, la soupape d'admission du pétrole s'ouvre ou se ferme dès que la pression monte ou baisse.

Le foyer au pétrole Brown comporte des tubes plongeant dans le foyer par un bout et communiquant par l'autre extrémité avec un réservoir. Le pétrole est chassé du réservoir au moyen de la vapeur

w/'-'^y/yyy-

=tI3ZI^tI^C^^

Fio. 59, 60, 61. — Foyer au pétrole de TEconomy Manufacturing C*

sous pression, engendrée dans les tubes du foyer précité. On forme ainsi un mélange de vapeur et de pétrole qui est saisi avant son entrée dans le foyer par une veine d'air amenée par un ajutage.

La Lancashire Steam Motor C* construit un foyer à pétrole système Serrurier dans lequel le pétrole arrive au foyer au travers d'une soupape chargée par la pression de la vapeur sur une membrane, de sorte que la pression de la chaudière régit l'admission du pétrole et reste ainsi à peu près constante. La pression de régime se règle par

BRULEURS A PÉTROLE 223

des écrous qui permettent de faire varier la longueur de la tige qui transmet à la soupape la charge du diaphragme.

Dans le foyer à pétrole Thurman, le pétrole arrive par un trou dans un canal qui entoure une aiguille à quadrant. La vapeur ou Tair com^ primé arrivent par une autre tubulure dans une chambre concentrique annulaire également à quadrant. Enfin on fait arriver vers Textrémité du brûleur par une troisième enveloppe annulaire deTair chauffé par le foyer. On peut ainsi régler automatiquement le pétrole et la vapeur et amorcer le feu avant la mise en pression au moyen d'un jet d air comprimé.

Dans le foyer Billow, le pétrole est fourni par deux injecteurs placés côte à côte. Le pétrole passe d*abord par un réchauffeur, puis pénètre dans le pulvérisateur où il se rencontre avec des jets d*air et de vapeur. Le mélange d'air et de vapeur achevé par les ailettes d'un tube saisit le pétrole au sortir du tube central et le lance dans le foyer au travers d'un complément d'air amené par des orifices réglables à volonté. Des volants spéciaux permettent de régler les arrivées de pétrole et de vapeur.

Appucations a la métallurgie. — L'emploi du pétrole comme combustible propre aux opérations métallurgiques semble prendre une grande extension depuis plusieurs années. Des applications ont été faites d'abord pour la forge, puis successivement pour le traitement du fer et de l'acier. Des fours de traitement du cuivre ont aussi été construits.

ApplioatiottS aux forges, — M. Tweddle a signalé les excellents résultats qui ont été obtenus dans les forges par l'application des combustibles liquides. Le fer est plus rapidement chauffé, et il est plus propre que par les procédés ordinaires. Dans l'installation d'une forge à pétrole, il est préférable d'employer l'air au lieu de la vapeur, pour la pulvérisation. On se servira, à cet effet, d'un fort ventilateur.

La figure 62 montre la disposition à adopter pour une forge circulaire. Le bâti cylindrique a est formé d'un réservoir en fer, rempli de briques réfractaires laissant une ouverture centrale, de O^'fOTS à 0*,iO de diamètre jusqu'au fond du cylindre où elle est fermée par une porte articulée h. Un conduit c amène le vent provenant d'un tuyau d; un diamètre de 0"^,05 suffit pour les travaux ordinaires, par exemple, pour souder du fer de 0"*,iO. A quelques centimètres de rextrémité du tuyau à vent est vissé un tube à entonnoir e pointant

dans la direction du venti la distribution d'huile est réglée à travers le conduit f par un petit robinet. On enfonce au-dessus de la porte h un tampon d'argile réfractaire pour protéger cette porte ; on lance le vent et on ouvre le robinet à huile. Celle-ci est pulvérisée, puis enflammée par une torche en g^ ou simplement par quelques copeaux introduits à la partie inférieure du tube central. En quelques

instants, Touvrage en briques est chauffé à blanc et le vent projette une flamme blanche à plus de 3 mètres au-dessus de l'ouverture g.

Dans les travaux ordinaires, on n'emploie qu'un mince filet d'huile, et l'on n'a qu'une très courte flamme en g ; mais l'ouvrage en briques devient incandescent. Quelques briques réfractaires A, A, h^ placées près de l'ouverture, pour permettre de suivre le travail à la main, complètent cette installation. Si, au contraire, on donne un fort coup de vent et qu'on use une quantité suffisante d'huile, l'ouvrage en briques commence bientôt à fondre; aussi, dans la pratique ordinaire, devra-t-on recouvrir le passage central. Le laitier, s'accumulant au-dessus de la porte 6, boucherait bientôt le passage du vent; on l'enlèvera, le cas échéant, en le piquant par-dessous, la porte étant ouverte.

Une importante application du pétrole a été faite aux ateliers d'Oufa appartenant au chemin de fer Samara-Zlatooust : les fourneaux de forge de ces ateliers fonctionnent aux résidus de pétrole (densité, 0,930) . Ces fourneaux sont portatifs, peu encombrants, économiques, et ils ne dégagent pas d'émanations sulfureuses. Leur emploi est notamment indiqué pour les travaux d'emboutissage. Au point de vue dépenses, un fourneau à pétrole économise 30 0/0 de frais par rapport au chauffage à la houille. Si l'on considère le prix de revient des objets fabriqués dans les deux cas, l'économie varie de 25 à 45 0/0 en faveur du mazout. Un fourneau de forge à pétrole est 17,5 0/0 plus productif qu'un fourneau à houille. L'emploi des emboutissoirs peut faire monter la différence jusqu'à 60 0/0.

Fio. 62. — Foyer à pétrole pour forge.

wm^

BRULEURS A PÉTROLE

Le foyer de forge à résidus de pétrole représenté par la figure 63 se compose d'un solide châssis en fer à cornières supporté par des pieds en fer. Le châssis porte une couche de maçonnerie en briques ordinaires, épaisse de 115 millimètres, aux deux bouts de laquelle se trouvent le générateur à pétrole et la cheminée ; le fer est chauffé dans Tespace intermédiaire. Le générateur se compose d*une boîte en fonte, à doubles parois. Les deux parois de cette boîte sont percées de deux trous ronds; le. premier sert pour observer le fonctionnement du fourneau; dans Tautre est adapté le pulvérisateur, qui se compose de deux tubes en fer. L'un d'eux sert à souffler Tair dans le générateur. L'autre tube se compose de deux parties, reliées à angle droit ;

Fio. 63. — Foyer de forge à résidus de pétrole.

à un bout, il est muni d'un petit entonnoir, qui reçoit les résidus de pétrole ; l'autre bout du tube sert à admettre ces résidus de pétrole dans le générateur.

Dans la maçonnerie qui enserre de tous côtés la boîte en fonte sont ménagés deux oriflces; l'un d'eux permet d'allumer les résidus de pétrole, quand le fourneau commence à fonctionner ; l'autre, un peu rétréci et incliné, conduit les gaz enflammés, produits dans le générateur, vers le foyer. Ce foyer, bourré d'une couche de briques réfractaires, est construit en rigole. Pour retenir le feu dans le foyer et l'amener à un contact parfait avec les objets chauffés, le fond du foyer est rempli de tuileaux de briques réfractaires usées. Le foyer est couvert d'un couvercle, composé d'un châssis fait de cornières et de briques réfractaires. Ce couvercle s'appuie sur des briques librement posées et est disposé en voûte pour faciliter l'arrivée du feu aux objets chauffés.

226 COMBUSTIBLES INBXTSTRIELS

Pour faire fonctionner le foyer, on fait les opérations suivantes : on jette dans le générateur nn petit paquet de déchets de coton graisseux allumé ; on ouvre un peu le registre du conduit d'air et on introduit un mince filet de résidus de pétrole dans Fentonnoir. Le mazout, en sortant par l'extrémité aplatie du tuyau, rencontre le courant d^air, se pulvérise, se mêle à Pair et s'enflamme sur les déchets de coton allumés. Le mélange parfait du pétrole pulvérisé avec l'air est facilité par ce fait que l'orifice, par lequel le générateur communique avec le foyer, est placé beaucoup plus haut que le pulvérisateur. Quand la couleur du feu commence à devenir blanche, cela indique que le générateur est suffisamment chauffé. On règle la force du courant d'air et la consommation du mazout une fois pour toutes. On obtient les résultats les plus satisfaisants, si la pression d'air dans les tuyaux de conduite est. de 5Ô millimètres au manomètre à Teau, et de 32 millimètres dans le générateur ; la consommation est à peu près de 18 à 19 kilogrammes par heure.

Un foyer de forge à pétrole de moyennes dimensions suffit pour le travail simultané de six forgerons ; deux d'entre eux peuvent souder des objets d'une grandeur moyenne, sans empêcher le travail des autres.

Pour forger des objets de dimensions exceptionnellement fortes, on construit des foyers doubles, d'après le même principe; la différence consiste en ce que, sur un châssis commun, sont montés deux générateurs et deux foyers qui aboutissent à une cheminée commune au milieu du châssis. La cheminée est surmontée d'un manteau garni d'écrans en tôle.

Applications aux divers fours métallurgiques. — Les appareils d'application de la combustion du pétrole aux diverses opérations de la métallurgie sont de plusieurs classes.

Dans les uns, la maçonnerie du four comprend trois ou cinq cuvettes en fonte superposées qui sont maintenues constamment pleines au moyen d'une tuyauterie. L'air nécessaire à la combustion arrive par des fentes ménagées entre ces bassins. On emploie ce système pour les fours à chaux ou à briques et pour la fusion du cuivre ou autres métaux dans des creusets.

Dans une usine de Chemnitz, on prépare un fer ductile fondu au creuset dans un four chauffé à l'huile minérale, dont la vapeur se mélange avec de l'air chaud avant de pénétrer dans les chambres de combustion.

B&ULEORS A. PÉTROLE 227

On plaoe les creusets deux par deax dans les chambres de cornbostion. L'huile est amenée par un tube dans un godet qui se troure devant une cuvette supérieure, d'où elle s'éooule par on trop-plein dans un godet, pais dans une seconde cuvette. L'huile en excès est recueillie dans «n réservoir. Les gaz que dégage la combustion de rhaile pénètrent immédiateoMut dans la chambre où ils se mélangent avec de Pair chaud amené par un canal spécial.

Dans un autre genre d'appareils, le pétrole coole goutte â goutte on en minces filets par de petits tubes on par des ientes ; la vapeur de naphte, mise ainsi en contact avec Tair, brûle facilement et donne rapidement une température élevée. On emploie avec succès les appareils de ce groupe pour les fours à réchauffer et â souder, mais il faut avoir soin de gazéifier préalablement le combustible dans un espace particulier.

Dans des fours existant aux usines Nobel, le naphte tombe directement par des ajutages existant au-dessus de la voûte du foyer et se gazéifie directement par la chaleur même du foyer. Au moment de I^allttSMige qui se fait avec du bois, on augmente progressivement ht chateur du foyer pour une admission progressive d*air.

On peut aussi employer des brûleurs â pulvérisation analogues à ceux des navires ou des locomotives, et fonctionnant à la vapeur ou à Tair comprimé, par exemple le brûleur Brandt (p. 235).

Dans un fomr Martin Siemens à récnpérateurs chauffé an moyen de résidus de pétrole, la profondeur des chambres à air et des chambres à gaz placées immédiatement sous la sole ne doit pas être trop grande, parce que les gaz du naphte, moins riches en oxyde de carbone que les gaz de la houille, se condensent si on les laisse longtemps à Tétat de vapeurs ; on est alors encombré par les goudrons et par les résidus transformés en coke dur. Une cavité en forme de rigole reçoit les résidus de pétrole ; elle se trouve dans la quatrième série de briques.

Dans une ouverturo pratiquée à travers le parement externe du mur du récupérateur est adaptée une plaque en fer épaisse munie d'une ouverture par laquelle passe une pièce creuse en fer avec le tube à naphte.

Le pétrole amené par ce tube se déverse sur la pièce de fer chauf- Iseau préalable, se gazéifie, et les gaz sont introduits dans le labora-

toire du four par deux canaux ; Tair nécessaire à la combustion est amené par trois autres canaux. La pièce creuse en fer est chauffée par un pulvérisateur à naphte ordinaire.

Dans un four à puddler construit sur le même principe, on produit en vingt-quatre heures 5 à 6 tonnes de fer avec une perte de 7 à 8 0/0 et une consommation de pétrole de 250 kilogrammes par tonne de métal fini, soit une économie de 80 0/0 environ par rapport au chauffage direct à la houille.

On emploie beaucoup maintenant les brûleurs Kœrting pour les fours Martin Siemens. Le pétrole est refoulé par des pompes, sous une pression de 5 à 7 atmosphères, dans un accumulateur, puis dans un tube sur lequel on visse le pulvérisateur qui débouche dans une chambre de vaporisation surchauffée. Au sortir de cette chambre, les vapeurs se rendent par des canaux dans le four et se mélangent à Tair introduit par une fente ménagée au-dessous de l'ouverture d'entrée du pétrole. Avec un four de 10 à 15 tonnes, la consommation de pétrole est de 20 0/0 du poids de la fonte environ.

Dans d'autres dispositifs plus simples, on introduit directement le pétrole dans le four au moyen de cinq pulvérisateurs à air, dont deux à chacune des extrémités du four et un dans le milieu. On munit les pulvérisateurs de chemises à circulation d'eau pour les empêcher de se brûler.

Le chauffage des fours au pétrole simplifie la surveillance. On obtient des températures très élevées avec des gaz exempts d'acide sulfureux, et on peut éteindre le feu pendant quelque temps sans perdre de combustible. Les fours ont une durée et une capacité de production au moins aussi grandes que les fours ordinaires à gazogène.

Application à la métallurgie du cuivre. — A Kedabeg et à Kalakent, dans le Caucase, la fonte pour matte cuivreuse des minerais grillés en tas a lieu dans des fours à réverbère chauffés au pétrole ; de même, le raffinage du cuivre brut est pratiqué dans des fours à réverbère anglais chauffés au pétrole. Le four employé pour la fusion du minerai se compose d'un laboratoire à sole quartzeuse couvert d'une voûte très surbaissée. Deux injecteurs à vapeur et deux tuyères à air placées symétriquement à l'arrière du four lancent l'air et le pétrole obliquement vers l'avant ; les deux jets de pétrole en-

BRULEURS A PÉTROLE 228 a

flammé, après avoir parcouru presque diamétralement le laboratoire circulaire, se replient en sens inverse en demi-cercle et prennent ensuite une double courbure pour s'échapper par un conduit montant placé du côté des ouvertures d'injection et se dirigeant vers la cheminée. La flamme produite agit par réverbération. Un four passe 40 tonnes de minerai à 7 0/0 en vingt-quatre heures, avec un maître fondeur et trois aides.

En Amérique, la Société Lunkenheimer emploie dix fours de fusion au pétrole dans ses usines. On y passe en dix heures six ou sept charges de 250 kilogrammes ; la consommation de pétrole est de 28 litres par 100 kilogrammes de métal fondu. Le four Lunkenheimer se caractérise par la présence de deux ouvertures servant à la fois pour le chargement et pour la coulée. Comme ces points fatiguent beaucoup par l'action des gaz chauds et par celle du métal en fusion, leur réparation assez fréquente entraîne celle des parties voisines; en se servant de deux ouvertures dont Tune est bouchée par un tampon de terre réfractaire pendant que l'autre fonctionne, on gagne énormément sur la consommation des matières réfractaires. L'enveloppe du four est établie en deux parties pour la facilité des réparations ; le garnissage est en briques réfractaires de forme spéciale pour le trou de coulée et pour les parties adjacentes.

Le four Roch well a ceci de particulier que les gaz brûlés sont employés à réchauffer la charge. L'appareil est une véritable combinaison de deux fours ; le premier fond la charge à couler, le second réchauffe les matières qui doivent servir à la prochaine fusion. Le gaz arrive tour à tour par la droite et par la gauche; de cette façon, le four est pour ainsi dire continu. La seule précaution à prendre est que les gaz brûlent véritablement dans le premier four et que, par conséquent, le métal du deuxième four s'échauffe progressivement. Le four peut fondre des métaux différents sur chaque sole, et au besoin fondre le même métal dans les deux fours. Si Ton veut couler de grosses pièces, les charges varient de 175 à 1.500 kilogrammes dans chaque chambre.

On reproche à tous ces fours de perdre beaucoup de chaleur par rayonnement. Comme la chaleur doit pénétrer de la surface à l'intérieur du bain, la surface doit nécessairement être surchauffée; de plus le four mélange mal. Pour éviter Toxydation des charges

228 b COMBUSTIBLES INDUSTRIELS

par la longue durée des opérations, quelques ingénieurs ont adopté des pressions plus fortes de manière à accélérer la fusion. Pour le pétrole raffiné, on est arrivé à employer la pression de 0^,6 par centimètre carré et, pour des huiles lourdes, la pression de 1^,3 par centimètre carré. Pour obtenir à la fois une bonne utilisation du combustible et un bon mélange des matières, le four Orbison est construit de manière qu*on puisse le faire osciller pendant la fusion. Sur le fond du four se trouvent des briques qui dépassent les briques suivantes de 50 ou 75 millimètres. Dans le mouvement de bascule du four, le métal passant sur ces briques spéciales s'y brasse et se mélange.

Ce type de four présente certains avantages au point de vue de la propreté et surtout au point de vue de la facilité avec laquelle on peut régler la flamme et obtenir une atmosphère oxydante ou réductrice. Son emploi paraît tout indiqué pour la fusion de corps s'oxydant très facilement, par exemple pour des alliages de plomb et de zinc.

De plus, la haute température que donne la flamme du pétrole permet le traitement d'alliages et de métaux difficiles à fondre.

Le four d'affinage de Schwartz ressemble à un petit convertisseur Bessemer. 11 faut environ quarante-cinq minutes pour le mettre en état de fonctionner, et il suffit d'environ une heure pour fondre des mélanges de cuivre, de zinc, de plomb et d'étain représentant des charges d'à peu près 100 kilogrammes. On peut faire environ trois cents opérations avec le même revêtement de briques réfractaires.

Brûleurs pour locomotives. — C'est surtout en Russie que s'est généralisé l'emploi du pétrole pour le chauffage des locomotives. Nous décrirons donc quelques-unes des dispositions employées dans ce pays pour la pulvérisation du combustible liquide.

Dans la première catégorie d'appareils (appareils Urqhardt.Riasan- Oural*), la vapeur est amenée par une tuyère centrale de Finjecteur à pétrole, dont la position est réglable à la main ; le pétrole et la vapeur sont donc mélangés avant de sortir de Finjecteur.

1. Voir le mémoire de M. Eugène Brûckmann : Naphtaheizung der loc&molivkessel in Ritssland [Zeitschrift des Vereines der deutschen Ingenieurt^ 21 novembre 1896).

BRULEURS A PÉTROLE

Dans la seconde catégorie (appareils Karapetof etBrandt), les jets de pétrole et de vapeur font un angle de 60* à 80* et ne se mélangent qu'après la sortie de Tinjecteur. L'appareil Karapetof est muni d'un canal spécial d'arrivée d'air.

Brûleur Urqhardi. — Dans le premier appareil Urqhardt, l'huile de pétrole brute [fig. 64) arrive du tender au foyer au moyen de cincj tubes, percés chacun de quatre ouvertures par où le pétrole

Fio. 64. — Appareil Urqhardt.

s'échappe sous forme de jets annulaires, lancés chacun par un courant central de vapeur qu'amène une conduite de vapeur placée sous la conduite de pétrole.

Cette vapeur peut être au besoin mélangée d'air. On obtient ainsi une combustion très vive et sans fumée, du moins en marche, quand le tirage est actif.

M. Urqhardt a fait breveter, en 1883, un autre système. L'appareil se compose de deux parties : l'injecteur de pétrole et le foyer proprement dit.

L'injecteur, représenté par la figure 65, lance, à travers l'entretoise perforée L, un jet de pétrole, amené, par F, autour de l'aiguille B, qui reçoit de la vapeur surchauffée.

L'aiguille B, mobile sous l'action d'une vis sans fin, sert en

même temps au réglage du jet. Le jet de vapeur et de pétrole entraîne par E Fair nécessaire à rallumage et se trouve diffusé par la plaque M en une nappe uniforme dans le foyer.

Le foyer est garni d'une enveloppe en briques réfractaires formant une chambre de combustion dont les gaz s'échappent vers les tubes par des canaux. L*air nécessaire à la combustion du mélange enflammé pénètre par des ouvertures ménagées dans le cendrier. Le mélange parfait de cet air avec les hydrocarbures injectés dans la

Kio. 65. — Autre appareil Urqhardt.

chambre et dans les canaux assure leur combustion complète avant rentrée des gaz dans les tubes où ils arrivent uniformément sans brûler la plaque tubulaire et après avoir parcouru toute la surface de chauffe des parois du foyer.

Outre la voûte ordinaire, on a placé dans le foyer deux voûtes latérales ayant pour but de produire des remous et de rendre la combustion aussi complète que possible avant que les gaz chauds n'entrent dans les tubes.

La disposition représentée par la figure 66 a pour objet principal de chauffer le plus possible Fair admis par Favant du cendrier, à travers le carneau A. Les tuyaux en fonte B permettent à une

BRULEURS A PÉTROLE

^^•^'e de la flamme de Tinjecteur de venir frapper directement le ^ de la plaque tubulaire, de façon à en utiliser toute la surface de

vftuffe. Enfin on protège les parois du foyer par des revêtements- ^û briques réfractaires qui ont, en outre, l'avantage, par leur masse portée au rouge, de fournir un élément régulateur de la com-

232 œiCBUSTlBLES INDUSTRIELS

bustion en remplaçant le combustible incandescent. 'Ces parois en briques dorent de deux à six mois suivant la qualité des briques employées.

La mise en feu s'opère en injectant le pétrole pendant un quart d'heure environ avec de la vapeur empruntée à une autre chaudière. A cet effet, on emploie un tuyau de 23 millimètres de diamètre intérieur, que Ton met en communication, d'une part, par un robinet à trois voies avec la vapeur d^une chaudière voisine sous pression et, d'autre part, avec l'injecteur de pétrole et le souffleur de la locomotive mise en feu.

La mise en pression, en partant de l'eau froide, dure vingt minutes; on a, à ce moment, une pression de 3 kilogrammes, qui suffit pour alimenter l'injecteur. Au bout d'une heure, la pression est de 8 atmosphères.

Au moment de l'allumage, il faut éviter les explosions, d'ailleurs sans danger, des vapeurs de pétrole qui peuvent s'être accumulées dans le foyer. A cet effi^, cm nettoie soigneusement le bec de l'appareil par un jet de vapeur, le cendrier étant ouvert, ainsi que le souffleur, qui doit rester dans cette position presque continuellement, afin d^aspirer les vapeurs du foyer; on met au fond de la chambre de combustion un tampon d'étoupe imbibée de pétrole et allumé; l'arrivée du jet sur ce tampon provoque l'inflammation des gouttelettes. 11 ne reste alors qu'à ouvrir l'admission de vapeur, puis celle de pétrole graduellement, jusqu'au plein débit normal.

Une fois le feu allumé, on le règle au moyen des robinets et du registre du cendrier, par l'observation de la fumée; il doit sortir de la cheminée une légère fumée transparente indiquant qu'il n'y a pas excès d'air. Grâce à la température des briques du foyer, on peut, une fois l'appareil en train, fermer pour quelques instants l'arrivée du pétrole, pourvu qu'on ferme en même temps le cendrier, et qu'on ne le rouvre qu'une fois le feu rallumé grâce à la chaleur des parois. L'échappement doit être, de préférence, fixe et à grand orifice, le foyer n'offrant aucune résistance au tirage.

La quantité de vapeur se règle au moyen d'une valve placée sur le tuyau d'amenée et indépendante de l'injecteur; on fait varier l'afflux d'huile, en vissant ou en dévissant le cône intérieur dans le cône extérieur, de manière à modifier la section annulaire du pas- «age de l'huile. Une échelle, graduée empiriquement, permet de sup-

BRULEURS A PÉTROLE 233

l^éer, pendant la nuit, à robservation de la fumée, et un voyant fait connaître Tallure du feu.

Le pétrole déposant une suie grasse non adhérente sur les tubes et dans la boîte à fumée, on ramone à la vapeur ou au moyen de brosses métalliques. On peut aussi introduire chaque mois, dans la boîte à feu et dans la botte à fumée, des tampons de déchet imbibés de pétrole que Ton fait brûler ; la suie est ainsi en grande partie consumée.

La consommation de vapeur nécessaire à la pulvérisation du pétrole varie de 8 à 13 0/0, la plus forte consommation ayant lieu en hiver. Quant à la consommation de pétrole, elle est de 11 à 12 Idlogrammes par train kilométrique, y compris Tallumage, pour une locomotive à trois essieux couplés, traînant sur 150 kilomètres de voie accidentée un train de 400 tonnes.

Le réservoir de pétrole est placé sur le tender, dans l'intérieur du fer à cheval des caisses à eau, à la place habituelle du charbon. Le pétrole est ainsi préservé du froid par Feau. D'ailleurs, toutes les fois que la température descend au-dessous de 0^, on réchauffe le pétrole au moyen de vapeur empruntée à la chaudière, circulant dans un serpentin qui entoure la crépine d'aspiration, le réservoir et le tuyau d'alimentation du pétrole. La circulation de la vapeur doit s'effectuer de bas en haut. Le pétrole est souvent livré mélangé d'une certaine quantité d'eau qui se sépare à une température de 10^ environ. 11 traverse, avant de pénétrer dans les réservoirs dutender, un filtre, à mailles intérieures de 3 millimètres de côté et, avant d'en sortir, un second filtre à mailles de 3 millimètres. Lorsqu'il se présente un caillot à l'injecteur du foyer, il suffit de détourner l'aiguille de façon à augmen* ter un peu l'ouverture. Une poche de vidange sert aussi à recueillir les impuretés contenues dans le pétrole et l'eau de condensation.

La capacité est, pour une locomotive à trois essieux couplés, de 3 tonnes et demie, ce qui permet d'alimenter, sur un parcours de 400 kilomètres, un train de 480 tonnes, non compris la machine etle tender. Pour les locomotives à quatre essieux, on a augmenté la quantité de pétrole à emporter, en ajoutant un réservoir au-dessus du réservoir à eau. Sur les Chemins de fer Baltiques, on emploie des ré« servoirs cylindriques placés au-dessus des caisses à eau.

L*économie résultant de l'emploi du pétrole oscille aux environs de 450/0. Au point de vue du chauffage, avec un bon mécanicien, 50 tonnes de résidus équivalent à 100 tonnes de la meilleure houille russe. Au chemin de fer de Moscou-Brest, on a trouvé une consomma-

lion, par locomotive-kilomètre, de 6 kilogrammes pour le charbon et de 4 kilogrammes pour le pétrole. Le prix de revient du chauiïage par locomotive-kilomètre était de 2i centimes dans un

cas et de 0,176 dans Tautre, d'où une économie de 16 0/0 environ.

Brûleur Karapeiof. — La figure représente le pulvérisateur Karapetof (4880), dans lequel Tair est injecté sous forme d'une lame, prise entre deux lames de vapeur et de pétrole [fig, 67); l'arrivée du pétrole peut être réglée au moyen d'un tiroir t (fig, 68), et celle de la vapeur au moyen d'un robinet. Le mélange enflammé est projeté sur une sole en briques réfractaires, dont la haute température achève de brûler les gouttelettes de pétrole.

L'ensemble de l'appareil peut, ainsi que l'indique le tracé pointillé de la figure 69, se déplacer facilement pour les réparations.

Les essais ont démontré que les résidus de pétrole employés vapo*

Fio. 67 et 68. — Brûleur Karapetof.

Fio. 69..— Disposition d'ensemble du foyer Karapetof.

risent de il à 12 kilogrammes d'eau et que i.OOO kilogrammes de ce combustible équivalent à 7"3,8 de bois (chêne, hêtre et charme) ou à 1.800 kilogrammes de houille russe.

BRULEURS A PÉTROLE

Brûleur Brandt. — Dans l'appareil de M. Brandt {fig. 70), le pétrole, amené par un tuyau central A, s'étale sur un diaphragme conique B, qui le conduit aux lèvres c du pulvérisateur, où il est saisi par un jet de vapeur circulaire amené par le tuyau V. Le mélange se projette alors au centre de la grille, sous la forme d'une nappe circulaire; cette nappe monte sous l'action du tirage et s'épanouit en une grande flamme, qui remplit et chauffe uniformément le foyer tout entier. Cet appareil présente les inconvénients de ne pouvoir se réparer sans arrêt et de s'éteindre parfois sous Tinfluence des grands

Fio. 70. — Brûleur Brandt.

vents, ou quand le tirage augmente brusquement par le patinage des rones.

Dans ce cas, le foyer souffre beaucoup des rentrées d'air froid inévitables; enfin le distributeur est sujet à se brûler et à s'encrasser. L'appareil rend de meilleurs services dans les chaudières fixes, surtout si Ton a soin de tailler dans le cône distributeur, comme l'a proposé M. Nobel, quelques spirales destinées à donner à la flamme un mouvement hélicoïdal.

Brûleur Fvardofski, — Dans le système Fvardofski (chemin de fer d'Orenbourg), le pétrole est projeté dans le foyer au moyeu de quatre pulvérisateurs placés sur chacune des faces du foyer, deux à deux, en face l'un de l'autre, de façon que les jets de pétrole se rencontrent au centre du foyer et n'atteignent pas les parois latérales.

Cette disposition permet la suppression des parements réfrac-

OOMBUSTIBLBS INDUSTRIELS. 17

Fio. 71. — Sole dti foyer Fvardofsii.

iaires employés dans la plupart des autres systèmes. La grille, formée de barreaux en fonte recouyerts d'un lit de briques rélractaires, sert d'accumulateur de chaleur. A travers les barreaux et le lit de briques réfractaires, sont pratiquées des ouvertures pour le

passage de Tair nécessaire à la combustion.

Les pulvérisateurs P^ et P, sont indépendants Tun de Tautre [fig, 71). Les pulvérisateurs Pj el P4 fonctionnent simultanément.

Il en est de même des robinets, amenant le pétrole ou la vapeur à ces pulvérisateurs.

Un serpentin à vapeur sert à chauffer le pétrole. Cela offre l'avantage de fournir aux pulvérisateurs du liquide à une haute température. Il est inutile de chauffer le réservoir du tender, ce qui réduit notablement la dépense de vapeur nécessaire pour chauffer le pétrole.

La figure 7S donne le détail du pulvérisateur. Au point de vue de réconomie, il est avantageux de donner aux ouvertures extrêmes du pulvérisateur la forme d'une fente. Mais, si le pétrole n'a pas été suffisamment filtré, il se produit de fréquentes obstructions. Aussi on emploie de préférence la disposition représentée par la figure, où la vapeur et le pétrole se réunissent avant de pénétrer dans le foyer.

Pour l'allumage des locomotives, on emploie du bois, et on fait fonctionner les pulvérisateurs dès que la pression est suffisante. On peut également utiliser la vapeur d'une autre locomotive. On peut aussi faire usage du souffleur pour l'allumage. Lorsque la machine est au repos et qu'il faut seulement maintenir la pression de la vapeur, il suffit d'employer un seul pulvérisateur, de préférence P^. Le robinet à vapeur du pulvérisateur P, doit être

Fio. 7t. — Pulvérisatew FvardofskI.

BKUIKCIIS A

ilors ouvert, afin que la fbmniie du fmhrériaateor ?« ne pmiie •ttehidfB la paroi da foyer.

Quand la machina est en marche, on fait fonctionner deux, trob ou quatre pulvérisateurs, selon le travail à effectuer. Le pulvérisateur P, doit fonctionner toujours plus fortement que le pulvérisateur P,, afin que la flamme soit plus éloignée de la tôle tubulaireet 88 répande dans le foyer arant d^atteindre les tnbes. De cette façon, le naphte brûle pins complètement. On obtient une meilleure utilisalion du pétrole, lorsque les pulvérisateurs P^ , P^ et P^ fonctionnent et que le pulvérisateur P, ne projette que de la vapeur.

Dans les essais qui ont été faits, on a trouvé que la consommation de pétrole était de 7 kilogrammes par locomotive-kilomètre, tandis que la consommation de charbon était de 12 kilogrammes. L'économie résultant de l'emploi du pétrole est de 40 0/0 environ. En revanche, le pétrole ainsi briUé présente Tinconvénient de produire une très haute température qui détériore les parois en cuivre du foyer.

Brûleur Arienef, — Lea figures 73 et 74 représentent l'appareil Artenef. Le pétrole et la vapeur sont amenés par des tuyaux distincts à la languette d'un diaphragme, d'où ils sont lancés et mélangés dans le foyer par les lèvres d'un distributeur. L'air arrive tout autour du mélange ; les proportions en sont réglées par ks robinets E et F, qui fonctionnent mieux que des tiroirs. Le diaphragme indiqué en double hachure, sur la

figure 73, est formé par une rondelle conique serrée par un boulon sur le pulvérisateur. L'appareil peut se démonter en quelques minutes, sans arrêt.

Le robinet de purge intermédiaire R {fig. 74) permet de nettoyer de temps en temps le tube à pétrole par un jet de vapeur.

Brûleurs divers. — Dans VappareilLenz (1870), ainsi que l'indiquent

F». 78. — Brftlenr Artenef,

GOMBUSTIBLES INDUSTRIELS

les figures, le pétrole et la vapeur sont amenés, par des tuyaux distincts E et F, à la languette d'un diaphragme [fig. 77), d'où ils sont lancés et mélangés dans le foyer, par les lèvres du distributeur d; Taîr arrive

i.NtT<^9

Fio. 74. — Brûleur Artenef.

tout autour du mélange dont les proportions sont réglées par des tiroirs circulaires ; le robinet de purge intermédiaire permet de nettoyer de temps en temps, par un jet de vapeur, le tube à pétrole E.

Cet appareil a été appliqué aux locomotives du Transcaucasien; il fallut y renoncer parce qu'il détruisait les plaques tubulaires et les bouts des tubes; en outre, il chauffait très inégalement les Fio. 75. — Appa- parois des foyers et donnait une combustion incomplète ayant pour effet d'encrasser les tubes. Essais en France. — Foyer des Forges et Chantiers de la Méditerranée. — Les figures 78 et 79 représentent un appareil qui a été construit par les Forges et Chantiers de la Méditerranée, et qui est un perfectionnement de l'ancien appareil de Sainte-Claire Deville.

Le pétrole admis en A {fig, 78) est distribué, par les ajutages E et les tubes F, à une série de canaux J, qui l'amènent sur les barreaux K, d'une grille en fonte très inclinée. Ces barreaux sont pourvus de rainures de profondeur décroissante vers le bas et comprennent entre eux les distributeurs M, formés par une série de déflecteurs montés sur un même axe manœuvré par le levier O. Ces déflecteurs sont creux et percés à leurs extrémités de nombreux trous Q. Une soufflerie amène de l'air comprimé sous la sole du foyer. Cet air passe au foyer R, en partie entre les barreaux K et les distributeurs M qui réchauffent et l'infléchissent sur la grille, et en partie à travers les trous des déflecteurs.

m ' . '"••■■* liw

BRULEURS A PÊTROLB 239

Le pétrole est distribué aux tubes F au moyen d'un robinet B, à

Fio. 76. — Appareil Lenz.

dear rangées de trous. Tous les tubes F aboutissent au conduit

transversal I par les soupapes G, dont la

lige est pressée par un ressort, de façon à

ne céder que sous une charge de pétrole

supérieure à la pression du vent dans le

foyer.

Les produits non brûlés se réunissent en L. Les flammes sont dirigées par Tautel et une glace permet de surveiller l'allure du foyer.

Appareil Santenard, — Le principe de cet appareil est d'introduire dans le foyer, à un niveau correspondant à Taxe de la porte, un mélange de pétrole et d'air comprimé, portés au préalable à une température élevée dans une boîte de mélange spéciale.

L'air comprimé est fourni par le réservoir principal du frein à air ; un tuyau branché sur la conduite qui part du réservoir principal amène l'air comprimé dans un réservoir étanche de 200 litres environ de capacité contenant le pétrole [fig, 80) . P'<*- ""• - AppareU Lenz.

De ce récipient partent deux conduites, l'une de pétrole, l'autre

COMBI78TIBL.BB INDOSTIKIELS

d'air oomprimé, qui se reodeot à la botte de mélftnge. En marche normale, la pression dans le récipient doit être de i kilogramme environ, ce dont le mécanicien peut s'assurer constanusent à Taide d'un manomètre spécial; comme il n'existe aucun appareil détendeur,

c'est uniquiemeot par le réglage des débits des robinets que Ton peut arriver à maintenir cette pression.

La botte de mélange et de distribution (fiç, 81) est fixée directement à l'iotérieur de la porte du foyer; les tuyaux d'arrivée d'air et de pétrole sont souples, de manière à permettre de t&ancenvrer facilement la porte lorsqu'on ne fait pas usage de l'appareil. L'air, après s'être échauiïé en circulant dans la boîte, pénètre en barbottant dans le pétrole, se charge de Tapeur combustible, et Je mélange d'air et de pétrole pénètre dans le foyer par une série de fentes pratiquées dans la paroi snftàrieoredelabofte.

On peut objecter à cet appareil qne k botte de mélange en fonte exposée directement à l'action du feu ne doit pas résister longtemps. D'autre part, la possibilité d'ouvrir par mégarde la porte du foyer, pendant que l'appareil fonctionne, constitue un danger pouvant offrir de graves inconvénients. 11 peut y avoir danger à employer des tuyaux souples renfermant du pétrole à proximité de la porte du

Fio. 78. — Détail du foyer à et Chantiers de la Mé

>étrole des Forges àiterraaôe.

BUVlSiUWiS 4 PfiVnAUB

itfer. Enfia. il eU mauvais d'emprunter de Tair aa réserroir da frein^ car on peut troubler aiaai le foaotioanemeiit de ce frein.

Appareil Vëtillard Scherding, — L'appareil se compose essentiellement :

i* D'un éjecteor recevant dans an aqp«ee MVKilaîre la «apaur de la chaudière qui, en s'écoulant saivant une couronne d'une surface très réduite, fait un vide relatif dans la tuyère centrale et tend à aspirer le combustible liquide qui y arrive directement et qu'elle vaporise ensuite ;

2^ D'ua second éjecteur, dans lequel le mélange de vapeur et de combustible liquide agit comme la vapeur seule dans le premier et aspire, par la tuyère centrale une certaine quantité d'air destinée à faciliter la combustion ;

3"" D'un troisième dispositif composé de l'extrémité du second éjecteur et d'une pièce annulaire placée entre les parois du foyer et de la boîte à feu et dont le profil permet également Taspiration de l'air extérieur.

Fio. 79. — Foyer à pétrole de« Forges et Chantiers de la Méditerranée.

Arrivée de l'aip comprinie *^

Sortie de lair vers la boîte de mélang'e

Sortie dupétrole verslaixïïte demâange

FiG. 80. — Appareil Santenard.

Le combustible liquide, par la disposition des tuyères de mélange, arrive donc dans le foyer, complètement combiné avec le volume d'air nécessaire à sa parfaite combustion.

LsB locomotives express oompound des cbemina de £er de TEst Grançais sont munies de deux brûleurs à pétrole Yétillard Scberding

pouvant brûler chacuD 100 kilogrammes de pétrole par heure en vue des coups de collier à donner sur les rampes.

i*Sis^.

Chaudière de locomotive système Seigle. — Quelques inventeurs ont cherché à opérer la combustion du pétrole et, en général, des hydrocarbures liquides, dans un foyer étudié spécialement à cet effet.

■^pi

BRULEURS A PETROLE

Cette solution peut être plus satisfaisante au point de vue particulier delà combustion des hydrocarbures, mais elle présente Tinconvénient de ne pas permettre de chauffer la chaudière au charbon dans les cas où cela devient intéressant. Nous citerons notamment le système Seif2^1e,qui permet d'employer les huiles lourdes ou le pétrole. Cesys-

Fm. 83. — Application à un foyer de locomotive d'un appareil Vétillard Scherding.

tème a été notamment étudié sur une locomotive d'un système tout particulier.

La forme de la chaudière est assez spéciale [fig. 85). Elle se compose d'une gaine télescopique, formée par quatre tronçons cylindriques de diamètre croissants séparés par trois boîtes à air ; dans ces boîtes à air, débouchent quatre séries de trois tubes de diamètres décroissants, les trois tubes de chaque série étant placés à la suite les uns des autres, et le plus gros tube partant d'une ouverture percée sur la façade de la chaudière.

FiG. 84. — Application à une locomotive d'un appareil Vétillard Scherding.

Ml I -»UT" ■.^■«^

BRULEURS A PÉTROJLK

Le dernier tronçon de la gaine est prolongé par mie cliatnbre de combustion avec ciel plat armature et plaque tnbnlaire, d'où part un faisceau de tabès aboutissant à la boite à famée et de là à la cheminée.

A l'entrée de la gaine et sons la main du chaufTeur, sont placés cinq pulvérisateurs à débit variable, qui injectent on mélange de vapeur d*eau el d'hydrocarbure finement pulvérisé, donnant une flamme circulaire, alimentée, à Ventrée de chaque tronçon, par les boites à air par lesquelles se fait l'aspiration de Tair nécessaire à la combustion complète du jet gazeux.

Les pulvérisateurs et leurs cônes de rallumage sont montés sur une boîte métallique, qui ferme complètement rentrée de la gaine et des tubes d'appels d'air. Cette boîte est reliée latéralement, de part et d'autre, à une seconde boîte placée entre les longerons et où se fait l'aspiration de l'air nécessaire à la combustion.

Des toiles métalliques empêchent tout refoulement de flammes au dehors, en cas de fuite importante de vapeur à l'intérieur de la gaine.

I/air, au sortir de cette boîte,

2i6 COMBUSTIBLES INDUSTRIELS

passe de chaque côté du corps cylindrique et arrive dans une autre boîte, d'où il s*écoule à la fois par Ventrée de la gaine et par les tubes d'appel d'air sous Tinfluence du tirage produit par réchappement des cylindres dans la cheminée.

Deux registres, pour les marches avant ou arrière, s'opposent par leur fermeture à toute rentrée d'air froid à l'intérieur du foyer, quand les pulvérisateurs sont stoppés, pendant un long stationnement sous pression, par exemple.

Afin de conserver au combustible liquide sa fluidité pendant les grands froids, un serpentin réchaufîeur recevant, par un tuyau, un courant de vapeur venant de la chaudière, traversera la caisse alimentant les pulvérisateurs ; la vapeur condensée de ce serpentin s'échappera dans la caisse à eau et servira à la réchauffer.

La surface de chauffe directe est de 12°^^,23, et la surface totale est de idd^'^fdS, de sorte que, si l'on compte sur une production de 50 kilogrammes de vapeur par heure et par mètre carré de surface de chauffe, dans les conditions moyennes de marche, la production horaire du générateur dépasserait 6.500 kilogrammes de vapeur. A la vaporisation modérée de 4.000 kilogrammes par heure, la chaudière donnerait un rendement compris entre 70 et 80 0/0.