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porte, par exemple, une expérience de M. Itiiépiu, du Grand Homu, montrant que ponr 60,000 mètres cubes d’air par heure, c'eat-à-dire une combustion de 3,000 kilog. devant suffire pour 1 2 on 4 ,500 chevaux, le mouvement du ventilateur ne coûterait pas 65 kilog. de charbon par heure, soit 4/100* du combustible brûlé, soit enfin 42 il 4 5 chevaux-vapeur.
On peut employer h* ventilateur de deux manière-, eu avant du foyer, pour V lancer de l’air, c’est le ventilateur souillant; on arrière du foyer pour enlever les produits de la combustion, c'est le ventilateur aspirant. C’est sous cette forme qu’il est utilise et expérimeuté dans les mines. Disons un mot de chacun de ccs systèmes.
Le ventilateur souillant, qui doit lancer l’air nécessaire à la combustion avec une vitesse assez grandu pour que les -produits de la combustion sc meuvent convenablement ii travers les circuits qu’ils doivent parcourir, offre le grand désavantage que le chargement du fourneau devient difficile. Essayé sur le Great- Westem, cet emploi du ventilateur fut, dit-on, abandonné, à cause de la Bortic de la fumée par la porte du fourneau quand on le chargeait.
Au lieu d’employer -le ventilateur soufflant à activer la combustion, à lancer des quantités d'air considérables dans lo fourneau de manière ii éviter la production d’oxyde de carbone, il est bien préférable, en augmentant beaucoup l’épaisseur du combustible, de transformer tout le combustible en oxydo de carbone pour aller brûler calui-ci en longues flammes dans les chaudières sans production do fumée, de suie. C”est là l'appareil Beau fumé que nous décrivons à l'article Chauffage au gaz, heureuse application des beaux travaux d’Kbelroen, que ce savant ingénieur a si bien résumés à l’article combustiiii.es. D'après les expériences do M. Grouvello, cet appareil a fourni jusqu'à 40 kilogrammes de vapeur par kilogramme de houille, quand en général oii u' obtient que 5 à fi kilogramme» et avec les chaudières le» plus parfaites 7 ou S.
I-es expériences faites a la mer n’ont pas donné d'aussi beaux résultats, mais ont bien établi la supériorité de cet appareil sur les chaudières marines existantes. Toutefois la condition essentielle de son emploi est encore de disposer d’eau pure, l'eau de mer ne peut servir à garnir la boite à feu, analogue à celle de» locomotives, dans laquelle s’opère la combustion. Elle serait bientôt brûlée par suite des incrustations qui viendraient tapisser la surface intérieure.
Le ventilateur aspirant me parait lo véritable appareil convenable pour les navires à vapeur. Parfaitement convenable pour s’agencer avec l’ensemble dn mécanisme, n’exigeant pas de changement notable aux chaudières dont le bon effet est connu par expérience et dont . U augmentera seulement beaucoup la production de va- ; peur tout en soulageant singulièrement, par une plus grande vitesse de l’air, le pénible service des chauffeurs, il satisfait à toutes les conditions essentielle». 11 me parait devoir être adopté un jour généralement, et constituer un des grands progrè.» de la navigation à vapeur. Xon-<<gilerncntjl permettra de faire disparaître la cheminée et les flots de fumée qui salissent le pont dos bateaux à vapeur, mai» encore il augmentera leur valeur au point do vue nautique et mécanique. Son action so combine très-heureusement avec celle de* vents, dont il faut toujours tenir compte à la inor, et des dispositions nouvellesque nous espérons bientôt expérimenter, pourront rendre son effet doublement utile.
Machine Pascal. — La nécessité d’obtenir une rapide vaporisation ne saurait être mieux démontrée que par le» recherches fuites pour obtenir un semblable résultat par des voie* détournées, par l'invention de systèmes, qui après bien des transformation», ne tirent leurs chances de succès que de ce qu'ils atteignent ce
bni plus ou moins complètement. Nous rangerons dans cotte catégorie une curieuse machine fonctionnant par un mélange d’air chauffé et de vapeur, do l'invcDtioB do M. Pascal de Lyon, et qui heureusement modifiée par d'habiles ingénieurs, MM. Thomas » t Laurens, va être employée pour mouvoir un navire à hélice.
Cette machine se compose de trois cyl'nlre* à vapeur faisant marcher trois pistons de machine» soufflantes, placées en regard de chacun des cylindres à vapeur. Cos souffleries envoient de Pair dans trois cubilots fermés et y entretiennent une combustion active. Do l’eau, chaînée par les pompe* alimentaires, arrive dons ce* foyers par plusieurs orifices, au-dessus du combustible et en quantité convenable à chaque coup de piston. Ln vapeur formée immédiatement se mélange avec les produits de la combustion qu’elle refroidit en s’échauffant et passe dans le» cylindre».
Plusieurs résultats remarquables 'paraissent résulter de* premiers essais de cette curieuse machine.
4" Le» cylindres ne reçoivent pas de cendres; la vapeur refroidissant la partie supérieure, le point de la combustion la plus active est inférieur a la surface et par suite les cendre» fondent au-dessous et forment mâchefer qu’on retire a la partie inférieure.
2° Sans chaudières et par suite son» danger d'explosion. on peut produire rapidement des quantité* considérables de vapeur en très-pou de temp*, une grande surface de chauffe sc trouvant, comme disont les inventeurs, dans les gaz do la combustion.
Nul doute que grâce à cette manière de prodaire do la vapeur par une soufflerie, on ne parvienne k engendrer un travail moteur considérable, avec une machine de dimensions et de poids très-modéré».
Si cette machine prouve ainsi bien clairement l’utilité d’une combustion activée par fies moyens mécanique», nous ne pouvons cependant croire à son succès. Les pompes d’air étant comme les cylindre» à vapeur en communication avec les cubilot*, la résistance c*t donc, à volume égal, la même que la puissance, et le travail utile ne répond qu'à la différence des volume* «le l’air chaud mélangé do vapeur avec celui de l’air froid. En supposant le rapport de ccs volumes de 5 à 2, ce que nous croyons peu éloigné de la réalité, on voit qu'en comprenant les résistances pressives des pompes <l’air, la moitié du travail produit serait consommée par la soufflerie, l.’pmploi do l'appareil Peaafniaé, on du ventilateur aspirant que nous proposons, serait bien loin de coûter aussi cher, et il n’est pas besoin alors d’une pression de 2 ou 3 atmosphère» (celle de la mnchine)r ponr donner à l’air le mouvement nécessaire afin quo les produits de la combustion transmettent leur chaleur à la vapeur avec de» surface» de chauffe convenables. Les résultat» économiques' de cette ingénieuse machine ne nous paraissent pas {pouvoir être avantageux.
Incrustations. — Nous ne traiterons pas ici la question de* incrustations, à laquelle non» avons consacré i un article spécial, des moyens à employer pour empêcher le» incrustations do dovenir adhérente*. D’heureuse* invention» dan» cette voie constitueraient un immense service rendu à ln navigation à vapeur ; non» ne parlerons ici que de ce qui sc fait aujourd'hui sur tou» le» bateaux à vapeur.
L’eau de mer renferme environ -Aj do son poids do sels en dissolution, et elle est saturée, elle laisse déposer des cristaux lorsqu’elle en contient t’es sel» consistent principalement en sel marin très-soluble, et en sulfate de chaux qui constitue la très-majeuro partie des incrustation» adhérentes aux chaudière*. On voit par l’énorme proportion de» matière» salines, avec quelle effrayante rapidité «c feraient les dépôt», si cgi M'avait trouvé un moyen d’empêcher l’eau do Ja chaudière d’atteindre jnmai» le point do saturation. Ce moyen consiste dan* l’emploi d’une pompe
BATEAU A VAPEUR
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de ddsaturation ou pompe à saumure, agitant à l'inverse do lu pompe alimentaire, cnlevantdc F eau presque saturéo du fond de la chaudière, pour la rejeter au dehors, en quantité égale h la moitié de celle envoyée par la pompe alimentaire. En enlevant ainsi une quantité aussi considérable d’eau bien plus chargée de sels que celle qui arrive dans la chaudière, et surtoutcnlu puisant à la partie inférieure où se déposent les boucs, où s’agitent les molécules qui n'adhèrent pas encore à 1» chaudière, on amoindrit beaucoup les dépôt» du sulfate de chaux sur les surfaces direotes de chauffage, et ils n’arrivent pas jusqu'aux surfaces indirectes, placées plus haut, surfaces qui avec un fort tirage, agissent trèspuissamment pour maintenir la régularité de la vaporisation, surtout lorsqu'un commencement d'incrustation n'a pas permis aux surfaces directes de refroidir déjà les produits de la combustion.
En rejetant au dehors une aussi grande quantité d’eau très-chaude, lu perte de chaleur qui en résulterait serait très-sensible, si on ne pouvait en reprendre une partie pour échauffer l’eau d'alimentation. A cet effet on fait écouler l’eau de 1» chaudière à travers des tubes qu’entoure l’eau d'alimentation qui s’avance en sens contraire. Ias incrustations viennent souvent contrarier ces effets, en détruisant la conductibilité de* parois métalliques, aussi importe-t-il, dans la pratique, de faire très-grandes les sections des conduits et de tout disposer pour uu facilo nettoyage.
Condensation ds la tapeur. — Après avoir traité de la production do la vapeur, je traiterai de la condensation de la vapeur au point de vue spécial de lreau de mer.
On a vu plus haut que la limite de l'emploi de la haute pression comme de bien des progrès dnns la grande navigation, la principale canne de l’infériorité du steamer comparé au bateau à vapeur de rivière, qui réalise des vitesses de 30 à 40 kilomètres à l'heure, tandis quo l'on n atteint presque jamais 20 kilomètres sur mer, résidait dans l’impureté de l’cqu de mer. Le remède serait donc de parvenir à condenser la vapeur d’eau pure qui sort des chaudières, et c’est ce qui a été tente & l’aide des condenseurs de Hall, imités du serpentin des alambics, consistant en des tubes dnns lesquels la vnpcur d'eau n’est en contact qu'avec des surfaces métalliques refroidies pnr le contact avec l'eau froide placée à l’extérieur. Si ce système avait réussi convenablement, l'alimentation pouvant se faire avec de l’eau distillée, c’est-à-dire parfaitement parc, il n’y eût plus eu k s’occuper des incrustations, des difficultés qui résultent des sels dissons dans l’eau de mer,
Après de nombreux essais il n fallût malheuicusement renoncer à ce système ; la frégato à vapeur de la marine anglaise la Medea, munie d’un tube condenseur de 3o kilomètres de développement, replié cireulairoroent dans des caisses qui recevaient l’eau de tuer froide, après avoir donné d'abord des résultats assez satisfaisants, démontra l’impossibilité de continuer l’emploi de cctto disposition. C'est que, dès que l'euu de mer s’échauffe, elle laisse déposer des matières terreuse* qu’elle tient on suspension en partie par l’action do l'acide carbonique qui se dégage par la moindre chalcnr, et la surface, ternie et recouverte de matières terreuses, ne donne bientôt plus mi pu -sage assez rapide à la chaleur pour que la condensation s’opère avec la rapidité suffisante pour le bon fonctionnement de la machine n vapeur.
- Y a-t-il lieu do jnger comme tout à fait inacceptable un système qui offre d’ailleurs tant d’avantages? Ne peut-on en tirer parti nu moins partiellement? C’est ce qu’il nous parai i intéressant à examiner.
Un laborieux inventeur, M. Sauvage, a construit une petite machine à l'aide de laquelle il a poursuivi l'essai du condenseur à surfaces métalliques, et a obtenu quelques résultats dignes d'intérêt, lia ou le soin '
I de recevoir la vapeur à condenser dan» un tuyau renfermé dans un autre plus grand, et du faire circuler l’eau entre les deux, conformément aux principes de la méthode de déplacement, c'cst-à-diro la vapeur et l’eau en sens contraire, de manière qne l'eau tout à fait froide rencontrât lu vapeur déjà partiellement eoiuleu- 8Ûc. En opérant avec do l’eau de source, as*e/. pure, il est vrai, u est parvenu à se servir d’une manière continue de ce condenseur en n’employant qu’une surface de U*, 80 par force do cheval ; il pensait que le mouvement assez rapido de l’eau suffisait j>our nettoyer le* surfaces métallique».
En effet, les dépôt» produits dans de semblables conditions ne resseniLdent nullement aux incrustations des chaudières, devenues adhérentes par l'effet de la haute j température du foyer, et l’on peut poser eu- principe que le nettoyage serait facile si la forme des tuyaux s’y prêtait, en admettant que la prompte circulation «b? l’eau ne suffise pas pour enlever les dépôts d’eau de mer.
Reste la difficulté que, malgré l’étendue dos surfaces, l'effet même minime des dépôt* de in graisse qui s'échappe avec la vapeur, et qui l’em pèche de bien mouiller le métal, mais surtout la conductibilité limitée du métal, rendent toujours la condensation bien moins rapide qu’avec le condenseur à eau ; d’où des résifrî tances nuisibles sur l’une des faces du piston et l’impossibilité do donner à celui-ci la rapidité de marche, condition essentielle pour la production d’un travail considérable. Les deux remèdes à apporter à cet inconvénient sont de conserver au moins comme accessoire le condenseur à eau, l’autre d'agrandir la cnpocité dans lequel la vapeur se précipita. Je vais rendre ceci sensible pur la description sommaire de systèmes applicables dans deux cas diffèrent», où il ne s’agira toujours de condenser par surfaces métallique» quo partie du In vapeur, ce qui n’est pas la solution intégrale du problème en ce qu’on ne peut faire marcher tout le système avec de l’eau pure, umts une solution partielle donnant presque tous le* avantages de la solution complète, en permettant d’avoir au moins une des six ou huit cliaudièros d’un grand steamer, à haute pression.
Soit d’abord à obtenir une petite- quantité d’eau condensée. Recourbons le tube qui envoie la vapeur du cylindre de la machine au condenseur à eau, et donnons-lui, par exemple, un développement de 25 mètre». Knveloppons-lo d’un tuyau dans lequel on fait circuler l’eau froide en sens inverse de la vapeur pnr l’action d’une pouipe aspirante; cette disposition, sans altérer en rien l’action du condenseur à eau, y adjoindra l’effet d'un condenseur & surface dont il sera facile d’extraire l’eau pnr une capacité fermée par un robinet à l’entrée et un autre à lu sortie. En admettant l'efficacité du système Sauvage pour éviter l'adhérence des dépôt» terreux, on pourrait ainsi obtenir de l'eut! condensée en proportion du développement donné nu tuyau de vapeur et à la quantité tl’enu employée à refroidir les surfaces métalliques. Jusqu'à de nouvelles expériences on ne saurait considérer ce système que comme on moyen de produire de petites quantités d’ean pure, sans qu’on puisse baser sur lui une modification essentielle du mécanisme.’
Supposons maintenant qu’il s’agisse d’obtenir uno quantité d’eau très-considérable et que le système Sauvage ne soit pas admissible, qu’un nettoyage direct de» surfaces condensantes soit nécessaire (et il est bien probable qu’il est impossible de l'éviter au moins à intervalles on peu éloignés), 1a rapidité avec laquelle la vapeur se précipiterait dans le condenseur à eau, dan» la disposition ci-dessus, et traverserait le condenseur à surface, rendrait l’action de celui-ci presque insignifiante. Pour qu'il en fût autrement, et pour que lo condenseur à surface n’iilourdit pas U machine, il fau-
BATEAU A VAPEUR
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«Irait augmenter les surfaces refroidissantes et surtout , (et c’est IA le principe nouveau, non appliqué encore, très-essentiel pour le succès} rendre très-grand le Volumo du vide relatif dans lequel vient se précipiter la vapeur. Je rendrai bien compte de ce système on rapportant ici la description d'un appareil de ce genre que je proposais dans ma brochure sur les bateaux transatlantiques publiée en <857. Le condenseur dont il va être question était destiné it permettre de trouver l'eau pure nécessaire pour alimenter une machine b hauto pression, de la force d'nno double locomotive, & Pnido de la partie condensée do la vapeur alimentant un puissant mécanisme h vapeur composé de trois couples de cylindres K vapeur, utilisant 46,000 kilog. de vapeur par heure, cylindres portés sur des bâtis triangulaires parallèles.
L'intérieur des bâtis triangulaires, disais-je, qui supportent chaque paire do cylindres à vapeur (système décrit plus loin, voir la fig. 3446) serait rempli, pour la plus grande partie, par une grando caisse carrée on forte tôle rivée, divisée en trois compartiments
rmvant avoir les dimensions suivantes: longueur mètres, largeur moyenne 3 mètres, hauteur 3 mètres, sçit en volume 60 h i0 mètres cubes, et, pour les trois, 200 mètres cubes. Si l'on suppose cctto caisse garnie de tubes placés verticalement, plus rapprochés et moins épais que ceux d'une chaudière de locomotive, on voit, par le rapport des dimensions respectives et la grande étendue des surfaces indirectes do chauffe, que si l'on obtient ainsi, dans les locomotives , des surfaces de 400 mètres carrés pour 20 ou 25 mètres cubes de capacité, il sera possible d’obtenir des surfaces de tubes,
rur chaque condenseur, de i à 300 mètres carrés, soit à 800 pour le tout. Cette surface extérieure étant en contact avec la vapeur est la surface do refroidissement et fonctionne toujours efficacement, l'intérieur des tubes qui reçoit l’eau étant facile à nettoyer, à dé* barrasscr des faibles dépôts peu adhérents qui peuveut s’y former, qui n'enlèvent pas lo mouvement ascensionnel de l'eau qui s'échauffe.
En effet, l’eau reçue dans l’intérieur des tubes et du double fond qui entoure laenissc (le diamètre des tubes étant assez petit pour que le poids do l'eau condensante ne soit pas trop considérable] entre vers le bas du système dans une rapacité dont la partie supérieure reçoit le* extrémités de tous les tubes et parvient i» travers ceux-ci, vers lo haut, dans une capacité qui communique avoc une pompe aspirante, une pompe à eau et & air, qui enlève l’eau échauffée et la rejette nu dehors.
J*a vapeur traversant cette capacité s’y condense en partio, pais vient aboutir h un condenseur ordinaire de faible dimension, qui assure la condensation complète do la vapeur et lo maintien constant d'un vide convenable dans la capacité qui la reçoit.
Lo nettoyage des tubes verticaux qui traversent lo condenseur métallique se fera avec une grande facilité, à peti près comme on lo fait fréquemment pour lo» tubes de locomotives, en employant un racloir et ttn éctm villon, après avoir démonté le couvercle supérieur. Cette opération, qui no sera à faire que de loin on loin, et seulement dans lo port d’arrivée, n'offrira pas de difficulté et suffira pour assurer l'excellent fonctionnement do l'appareil. Le démontage de parties qui doivent ne pas laisser fuir l'eau no saurait effrayer, car il s’agit d'eau h 40 ou 50 degrés au milieu de laquelle se conserve très-bien le caoutchouc vulcanisé, dont l’emploi rend facile l'exécution de fermetures hermétique*.
Le vide ou la prossion minime du condenseur métallique est assuré par la continuité do l’action du refroidissement de» surfaces, lors même que le tiroir est fer- | mé, et surtout par la grondeur de la capacité avec .
, laquelle la cylindrée de vapeur est mise en Communication, et qui étant au moins vingt-cinq fois plus grando qu’elle, assure contre toute contre -pression, toute lourdeur du piston.
Dans les dimensions indiquées ci-dessus, la condensation par contact avec des mouvements convenables de l'eau refroidissante et de la vapeur h condenser dépasserait 5,0U0 à 6,00û kilog. par heure. Le» seuls renseignements que l’on possède pour cette détermination sont, d’une part, le résultat de Indisposition de M. Sauvage, qui, dans des expériences, n condensé la vapeur h rni.son d'une surface do 0m,50 par cheval (ce qui nous donnerait 46,OOOkil.}, et la prescription de Hall d'employer 4 «",68 de surface refroidissante par cheval- vapeur, c’est-à-dire par 5 à 6 kilog. de vapeur. Mais H cherchait à faire la part des incrustations; lo résultat serait sûrement bien supérieur avec des tubes bien nettoyés et en augmentant l'étendue des surfaces refroidissantes par l’emploi de toiles métalliques ; Erieson a montré l’effet en quelque sorte instantané de semblable» surface» froides auxquelles on peut donner un grand développement pour absorber la chaleur d’un gaz. Ce* toiles ou fils métalliques formant grillage autour des tubes froids produiraient non-seulement cet effet, mais encore permettraient, en formant écran, de diriger la marche do la vapeur pour la forcer de circuler en léchant les tubes, pour lui faire parcourir un chemin suffisamment long an lien de so précipiter vers le condenseur à eau placé vers la partio supérieure des caisses*
La grande quantité d'eau qui peut ôtro ainsi con-* denséo dans de puissantes machines étant certainement plus que suffisante pour alimenter une machine à haute pression très-importante, nous verrons quello ressource cela offrirait pour la construction des transatlantiques à roarcho rapide, pour assurer la victoire dans une lutte de vitesse, dans laquelle doivent se manifester la. puissance scientifique, les ressources de toute nature des plus riches nations maritimes du monde.
lifterroirs de vapeur. — ,To compléterai cctto revue de tout ce qni so rapporte à la vapeur, en rappelant la nécessité d’organiser des réservoirs, des magasins do vapeur de grande capacité. En général, les chaudière* sont disposées pour cela; leur partie supérieure renferme un grand volume de vapeur, et celle-ci s’y sèche, s’y surchauffe mémo souvent par l’action des parois chauffées plus ou moins par les produits de la combustion.' Toutefois il y a toujours avantage à y joindre de grands réservoirs séparés, formant régulateurs do pression, qui assurent la bonne marche de la machine, empêchent la pression de varier par l’effet du changement de l'activité de la combustion dans l’nn des foyers. Plusieurs hatcanx de rivière ont dû , & l’çmploi de semblable* réservoir», la supériorité de leur marche, et les mêmes avantages seront obtenus pour les bateaux à vapeur marins ù grando vitesse, dans ceux surtout dont les appareils de vaporisation sont quelque pou insuffisants, dans lesquels il faut toujours forcer le feu, de telle sorte que les variations de combustion sc font immédiatement sentir à la machine.
On exécute en général ces réservoirs avec de longs et gros cylindres do fonte qu’on préserve du refroidissement à l'aide d’uno enveloppe de corps non conducteurs, de douves de bois par exemple.
De la machine à vapeur.
Après des essais multiplié» h l'infini ponr varier les systèmes do machines propres k la navigation, deux types principaux, deux simplifications de la machine à vapeur ont été jugés préférable* à tous autres , et sont I presque seuls exécutés aujourd'hui, i» savoir : lésina- . chine» à cylindre oscillant et les machines à action di-
BATEAU A VAPEUR
BATEAU A VATEUK.
roctc, dont les premières ne forment qu'un cas particulier.
On a été amené à étudier ces dispositions par le poids énorme des anciennes machines que nous avons déjà décrites dans notre premier article. Elles étaient Construites sur les memes principes que celles que Watt avait établies pour machines fixes, avec cette seule différence que le balancier avait été reporté à la partio inférieure du buti , et le volant rendu inutile par l'accouplement do deux machines. L’emploi de lourds bâtis en fonte do for, du balancier d’un poids notable ren-
guour «lu balancier, on ne saurait employer fu>’ilemenl ce système pour construire de bonnes machines, c’ostè-dire des machines utilisant de longues détentes , et j»ar suite ayant de longue» courses do piston. Les Américains ont cependant employé ces machines dans ces conditions do perfection pour la navigation de leurs grands fleuves , et sont arrivés à de très-beaux résultats en employant de très-grandes courses de piston , mais alors, pour éviter de longs balanciers en augmentant les courses des pistons, ils emploient de très-longues bielles , pouvant prendre sans inconvénient des
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