TRANSMISSION DU MOUVEMENT

dans son mouvement, pour qu'elle ne soit pas faussée par la résistance oblique qu'elle éprouve de la part de la bielle, tantôt dans un

Fig. t>t

sens, tantôt dans l'autre, suivant que la manivelle CD est placée d'un côté ou de l'autre de l'arbre. A cet effet, l'extrémité B de la tige est munie de pièces spéciales , nommées glissièreu , placées de chaque côté (le cette extrémité , et assujetties à glisser ontre des guides fixes E, E ; ou bien encore on remplace ces glissières par des galets qui doivent rouler sur les guides entre lesquels ils sont compris.

M. Cave a encore simplifié la transmis- .sion du mouvement du piston à l'arbre tournant, en supprimant la bielle, et articulant directement la tige du piston à la manivelle. Mais, pour cela , il a fallu* rendre le cylindre A mobile, fig. 512, afin que la tigô B du piston pût être toujours dirigée suivant son axe, dans toutes les positions qu'elle prend, d'après sa liaison avec la manivelle CD. Aussi le cylindre A est-il supporté par deux tourillons E, autour desquels il tourne en oscillant, tantôt d'un côté, tantôt de l'autre : c'est ce qui a fait donner aux machines de ce genre le nom de machines à cylindre oscillant. Pour que le piston puisse toujours donner au cylindre la position convenable, on munit sa tige de deux galets F, F, qui s'appuient sur deux tringles fixées sur le fond du cylindre. Los tourillons E étant lesseules parties du cylindre

f)58 EMPLOI DE LA VAPEUR COMME MOTEIR.

qui conservent la même position pendant le mouvement de la nvachine, c'est par l'intérieur de l'un d'eux que passe la vapeur qoi vient de la chaudière, et par l'intérieur de l'autre que sort celle qui a cessé d'agir. L'appareil qui sert à la distribution de la vapeur est porté par le cylindre, et oscille avec lui.

§ 436. Chaudières & irapeur. — La production de la vapeur nécessaire à la marche des machines à vapeur s'effectue dans de> chaudières auxquelles on donne des formes diverses. On voit, par ce que nous avons dit relativement à l'invention des machines à vapeur (§§ 44 4 à 44 8), que les premières chaudières employée? étaient sphériques, ou au moins formées d'une portion de sphère avec un fond plat. Cette forme, qui a dû naturellement se présenter tout d'abord, a le grave défaut de n'offrir qu'une faible surface. pour une masse d'eau considérable, ce qui est peu favorable à la production de la vapeur. Aussi Watt a-t-il donné une disposition toute différente à ses chaudières. Il a adopté pour cela la forme d'un cylindre allongé dans le sens horizontal, et ayant pour section perpendiculaire à ses arêtes une courbe à parties rentrantes. Le? chaudières de Watt pouvaient ainsi recevoir l'action directe de la flamme du foyer sur une surface beaucoup plus grande que les chaudières précédentes, à égalité de capacité intérieure.

La forme d'un cylindre allongé est celle qu'on adopte encore maintenant dans la construction 'des chaudières à vapeur. Maison a dû modifier la section transversale du cylindre, en raison de la grandeur de la forcp élastique avec laquelle on fait ordinairement agir la vapeur. On conçoit, en effet, que si la chaudière présente àe> parties rentrantes, et que la pression exercée par la vapeur à son intérieur soit notablement supérieure à la pression atmosphérique, cet excès de pression tend à déformer la chaudière, en repoussant au dehors les parties rentrantes ; les faces planes elles-mêmes, si! y en a, doivent être rendues convexes par l'effet de cet excès àpression. Aussi, pour que les chaudières ne se déforment pas, ei qu'elles résistent également bien partout à la pression intérieure, on leur donne la forme d'un cylindre allongé à base circulaire, et -on les termine à leurs extrémités par des calottes sphériques, souvent même par des hémisphères. C'est ce que l'on voit sur le> fig. 513 et 514, dont la première est une coupe longitudinale du fourneau, destinée à faire voir la chaudière dans le sens de sa longueur, et la seconde en est une coupe transversale. Au-dessous du corps A de la chaudière, on voit deux cylindres B, B, qui ont à peu près la même longueur qu'elle, et dont le diamètre est plus petit. Ces cylindres, auxquels on donne le nom de 6out7/eiirs, com-

CHAL'DIÈHES A VAPELK. 659

nuniquenl îivec la chaudière A au moyen des tubulures C, C, et ont destinés à augmenter la surface de chauffe.

Le fourneau est construit de manière à obliger la flamme à venir oucher successivement les diverses parties de la surface de la •haudière. A cet effet, une cloison horizontale D règne dans toute

Fig. 513.

sa longueur, à la hauteur des bouilleurs; et deux, cloisons verticales, passant par les tubulures C, C, divisent en trois compartiments l'espace qui reste libre entre cette cloison horizontale et la partie inférieure du corps de la chaudière La flamme, en sortant du foyer E, se rend d'abord dans le conduit F, qui la mène à l'extrémilé postérieure de la chaudière; de là elle passe dans le compartiment G, et revient vers la partie antérieure; enfin, arrivée à l'exlrcmité du conduit G, elle se divise en deux, et retourne à la partie postérieure delà chaudière en passant parles conduits latéraux H, H, auxquels on donne le nom de carnenux. A sasortiedes carneauxH,H,elle serenddans lacheminéeL. Un registre M, dont le poids est équilibré par un conlre-poids, sert à fermer plus ou

GGO

EMILOI DE LA VAPEUR COiMME MOTEUR.

moins le conduit qui relie les carneaux à la cheminée, afin de régler le tirage.

Les chaudières à bouilleurs, construites en tôle, sont celles que Ion emploie le plus en France, mais elles sont loin d'être les seules employées. Ainsi on trouve souvent des chaudières sans bouilleurs; ou bien des chaudières avec un tuyau cylindrique qui les traverse dans toute leur longueur, et au milieu duquel fôl installé le foyer; ou bien encore des chaudières traversées par plusieurs petits tuyaux parallèles, dans lesquels passe la flamme, etc. Dans tous les cas, quel que soit le système de la chaudière qu'on emploie, il faut faire en sorte que la surface de chauffe ait une étendue proportionnée à la quantité de vapeur qui doit être produite dans un temps déterminé.

L'expérience a fait voir que cette surface doit être d'au moins 4 mètre carre par force de cheval de la machine ; et que môme il serait convenable de la porter à

Un tuyau, que l'on voit en a, pg. 5U, part de la paroi supérieure de la chaudière, et sert à conduire la vapeur à la machine. Un second tuyau 6, /îy. 513, sert à l'alimentation de la chaudière, c'està-dire à l'introduction de l'eau destinée à remplacer celle qui s'en va sous forme de vapeur; ce tuyau plonge dans la chaudière, et vient déboucher au milieu de l'eau qu'elle contient.

§ 437. Depuis que la vapeur est employée comme moteur, on a eu à déplorer un grand nombre do malheurs, résulUint de l'explosion des chaudières à vapeur.

Aussi s'est-on préoccupé de trouver les moyens convenables pour prévenir le retour de semblables malheurs. Avant de faire connaître ceux de ces moyens auxquels on s'est arrêté, nous indiquerons d'abord les principales causes des explosions des chaudières.

Une première cause d'explosion, celle que l'on avait regardée tout d'abord comme en étant la cause unique, consiste dans le défaut de solidité de la chaudière. Si l'on augmente progressivement la tension de la vapeur à l'intérieur d'une chaudière, on con-

CHAUDlÈftES A VAPEUR. 661

;()it qu'il arrivera un moment où les parois ne seront plus capables [le résister à sa force expansive, et elles se déchireront pour lui livrer passage au dehors. Supposons donc qu'une chaudière soit lissez peu solide pour que cette limite de résistance, quellene peut pas dépasser, corresponde à une tension que la vapeur puisseprendre l>endant la marche de la machine ; il en résultera nécessairement une explosion.

JSlais il est très rare que leschoses se passent ainsi. Le plus habilucilement les explosions sont dues ace que certaines parties des parois de la chaudière se trouvent portées accidentellement à une température très élevée, et sont mises ensuite rapidement en contact avec une certaine quantité d'eau. On conçoit, en effet, que ces circonstances peuvent occasionner une explosion, par deux causes différentes. En premier lieu, l'eau qui vient à toucher des parois rougies par l'action du feu, doit se vaporiser rapidement, ce qui détermine une augmentation brusque de la pression à l'intérieur de la chaudière. En second lieu, le refroidissement presque instantané, qu'éprouvent ces parois rougiesde la chaudière , amène une modification dans leur constitution moléculaire, et facilite beaucoup leur déchirure sous l'action de la pression intérieure.

Tant que la portion des parois d'une chaudière qui est en contact avec la flamme au dehors reste baignée par l'eau au dedans, il n'y a pas à craindre que les effets dont nous venons de parler se produisent. Mais il n'en sera plus de même si le niveau de l'eau baiss3 à l'intérieur, au-dessous des points les plus élevés des carneaux dans lesquels la flamme circule. On voit que, dans ce cas, les parties de la paroi de la chaudière qui sont situées entre le niveau de l'eau et le haut des carncaux peuvent être facilement rougies; et si l'eau se trouve projetée sur ces parois rouges, par suite du bouillonnement qui accompagne l'ébullition, il pourra en résulter une explosion.

L'eau employée à l'alimentation d'une chaudière y dépose souvent des matières solides, qui forment un encroûtement de plus en plus épais. Les parois inférieures de la chaudière, n'étant plus en contact direct avec l'eau, peuvent prendre une température beaucoup plus élevée que si ce dépôt n'existait pas. Si ensuite, par une cause quelconque, il vient à se produire quelque fissure dans cet encroûtement, l'eau s'y infiltre, se transforme en vapeur au contact de parties plus chaudes, et, soulevant ainsi le dépôt, met à nu une étendue plus ou moins grande de la paroi qu'il recouvrait. Souvent des explosions se sont produites dans ces circonstances.

Les explosions des chaudières à vapeur sont habituellement

EMPLOI DK LA VAPKUR COMME MOIEUU.

accompagnées d'tffets mécaniques extraordinaires, tels que la projection de pièces d'un grand poids aune distance énorme. On aurait peine à se rendre compte de ces effets, si Ton cherchait à lesexpliquer par l'action de la vapeur qui existait dans la chaudière au moment de l'explosion, lors même qu'on attribuerait à cette vapeur une tension considérable Mais il faut observer que la masse d'eau contenue dans la chaudière, étant brusquement mise en communierai ion avec l'atmosphère, et ayant une température très notablement supérieure à \ 00", doit se vaporiser en grande partie, et donner lieu presque instantanément à la production d'une quantité de vapeur extrêmement grande. C'est cette vapeur, formée au momen' même de l'explosion, qui occasionne les effets extraordinaires qu 1 on observe.

g 438. Voyons maintenant quelles sont les mesures que l'on a adoptées pour s'opposer à ce que les circonstances que nous venon? de signaler puissent se présenter.

Pour qu'une chaudière à vapeur puisse être employée en France, il faut qu'elle porte un timbre qui indique le nombre d'atmosphèret|ue la tension de la vapeur à son intérieur ne doit pas dépasser. Ce timbre est poinçonné par l'administration, après qu'on a fait subir m la chaudière une épreuve, qui consiste à la remplir d'eau, et à exercer sur cette eau, au moyen d'une pompe foulante, une pression triple de celle que le timbre indique.

Pour que la tension de la vapeur, dans la chaudière, ne puisse pas dépasser la limite pour laquelle la chaudière a été éprouvée, on lui adapte deux soupapes de sûreté, une à chacune de ses extrémités. La fig, 5i 5 en montre la disposition. La soupape A est placée

Fig- 515.

à l'extrémité d'un tuyau vertical qui comhiunique inférieuremenl avec la chaudière Un levier BC, mobile autour du point C, s «jh