CHAPITRE XXII

DISPOSITIONS DIVERSES DES GÉNÉRATEURS. - DU CHOIX D*UN GÉNÉRATEUR DESTINÉ A UN USAGE INDUSTRIEL DÉTERMINÉ

(777) Nous avons vu, en parlant des machines à vapeur, qu^un kilogramme de vapeur étant donné à une pression déterminée et à une température correspondante, nous pouvions Tutiliser, à pleine pression d'abord, puis dans des conditions déterminées de détente et de condensation ; d'où résultait un travail moteur transmis à la machine, qui était théoriquement indépendant du système même de celte machine ; de sorte que deux machines quelconques étant données, on n'observait pratiquement, de la première à la seconde, d'autre différence importante que celle qui pouvait être due à un mode d'emploi différent de la vapeur ; tandis que si ce mode d'emploi était identique, on ne constatait que des différences d'ordre tout à fait secondaires, n'ayant rien de spécifique, et dues à quelque circonstance accessoire, par exemple a l'inégalité des résistances passives ou des refroidissements, à l'influence plus ou moins grande des espaces nuisibles^ à celle des vitesses de marche, etc., etc.

(778) Il doit être compris qu'on arrive à une combustion analogue pour l'emploi d*un kilogramme d'un combustible donné à la production de celte tapeur motrice.

Si ce kilogramme de combustible est entièrement brillé par une quantité appropriée d'air atmosphérique, il produit une masse gazeuse dont le poids, la composition, le calorique spécifique cl la

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température initiale sonl déterminés, et qui peut céder aux parois d une chaudière, une quantité de chaleur qui est elle-même déterminée, si Ton se donne la température finale. Il peut, par conséquent, produire à cette dernière température une quantité de vapeur indépendante du système du générateur ; de sorte qu'on n'aura théoriquement d'autres différences d'une chaudière à une autre, avec l'emploi d'une même qualité de combustible, que celles qui pourraient être dues à un mode différent d^emploi de ce combustible^ c'est-à-dire à une combustion plus ou moins incomplète produite avec une quantité d'air variable et à un refroidissement plus ou moins étendu des gaz. Si donc la combustion, le foyer et le refroidissement des gaz par la surface de chauffe, ont eu lieu de la même manière, il n'y aura pratiquement, d'une chaudière à l'autre, que des différences peu sensibles dans le poids de la vapeur produite, dues à quelques variations dans les pertes par rayonnement ou par conductibilité, variations qui n'ont encore rien de spécifique.

Nous maintenons fermement cette conclusion, contre l'opinion de beaucoup d'ingénieurs, et même contre les conclusions de beaucoup d'expériences, dans lesquelles on a le plus souvent comparé deux appareils qui, par suite, soit d'un défaut radical de concordance dans les proportions, soit d'une trop grande différence dans leur état actuel d'entretien, ne brûlaient pas le combustible ou n'utilisaient pas la chaleur produite de la même manière.

Cette notion de l'équivalent possible de tous les générateurs, établis chacun dans les proportions qui lui conviennent, nous l'avons étendue, par à peu près^ môme au cas où la pression de la vapeur \arie, avec cette réserve qu*il y a, en général, une légère variation dans la consommation de combustible par kilogramme de vapeur, dans le même sens^ mais beaucoup moins importante^ que la variation de pression.

11 est essentiel de bien se pénétrer de ces idées, si l'on ne veut pas faire fausse route dans les améliorations que l'on pourrait se proposer, soit d'étudier à un point de vue général, soit d'appliquer à un appareil donné qui ne fournirait pas des résultats en rapport avec le poids et le pouvoir calorifique du combustible employé.

(779) Cette insuffisance éventuelle d*un appareil donné ne parait pouvoir être attribuée qu'à Tune des quatre causes suivantes :

Ou le combustible est mal brûlé, avec trop ou trop peu d*air et d'une manière incomplète ;

Ou la chaleur n'est pas convenablement absorbée par la surface de chauffe, et les gaz arrivent trop chauds à la cheminée ;

Ou il se fait trop de pertes de chaleur, par rayonnement et par conductibilité ;

Ou bien enfin, la vapeur produite dans la chaudière ne s'en échappe pas dans des conditions normales, par suite d'un trop grand entraînement d'eau à l'état liquide.

Aucune de ces quatre causes ne peut être regardée comme propre à un type de chaudière, ou du moins on peut en atténuer les effets à peu près au même degré dans tous les types.

Ainsi, en premier lieu, on améliore la combustion sur le foyer, en donnant à la grille des proportions convenables, en cherchant à augmenter la température dans la chambre de combustion, on favorisant le mélange de l'air avec les gaz combustibles par un brassage énergique obtenu, à Taide soit de prises d'air spéciales, soit de courants d'air forcé, soit de jets de vapeur, etc., etc. Nous reviendrons sur ces détails en traitant de la question de la fumivorité ; mais on conçoit qu'on arrive par ces divers moyens sous la condition d'avoir des carneaux de section suffisante, aboutissant à une cheminée de dimensions appropriées, à produire la combustion dans des conditions normales, et l'on conçoit aussi que remploi de ces moyens n'engage aucunement la question du type du générateur.

De même, si les gaz arrivent trop chauds à la cheminée, cela ne peut tenir qu'à un défaut de proportions entre les divers éléments du système, ou bien la surface de chauffe est simplement insuflisante pour la quantité de combustible que Ton veut bràler sur la grille, ou bien la grille est trop petite, ou les conduits de fumée sont trop étroits, ou la cheminée mal proportionnée. Ces diverses circonstances obligent, pour obtenir le tirage propre à faire passer sur la grille l'air nécessaire à la combustion, d'avoir ua excès de température dans la cheminée.

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Mais là encore, le vice est dû à un défaut de proportions, et n'est point inhérent à l'emploi d'un type déterminé de générateur.

Les pertes par rayonnement ou par conductibilité peuvent être ramenées à être, dans tous les cas, peu importantes, moyennant une maçonnerie en bon état et sufTisamment épaisse et imperméable aux gaz, ou des enveloppes peu conductrices, et en prenant soin d'écarter du massif de la chaudière, les eaux de pluie ou les eaux d'infiltration. Ces précautions sont encore applicables à tous les générateurs, quel que soit leur type, et il n'y aura, d'un générateur donné à un autre, que des nuances dans le degré d'efûcacité que ces précautions auront obtenu.

Peut-être dira-t-on que cette égalité, ou cette espèce d'indifférence des divers types de générateurs n'existe plus quand il s'agit de l'eau entraînée par la vapeur ; et en effet certaines espèces de chaudières sont plus aptes que d'autres à produire cet entraînement ; mais il est toujours possible d'y remédier par divers artifices sur lesquels nous reviendrons, notamment par Taddition d'un réservoir de va- ' peur suffisant.

Sous le bénéfice de ces observations générales, ainsi que des indi* cations spéciales qui terminent le chapitre précédent, et que nous aurons à rappeler et à compléter, nous allons passer en revue un certain nombre de chaudières se rapportant exclusivement, ou principalement, aux quatre types précédemment considérés (n"" 769).

(780) Premier TTPE. — Chandléres * foyer et cMMaox exté«

rtevn. — Nous parlerons en premier lieu de la chaudière de Watt, ou chaudière à tombeau (ainsi nommôe à cause de la forme de sa section). Elle est représentée figure 267 en coupe transversale et longitudinale, la grille est placée à l'avant et au-dessous de la chaudière. Les gaz de la combustion circulent sous la chaudière, puis successivement sous les deux carneaux latéraux, et de là se rendent à la cheminée.

Quelquefois les gaz, après avoir circulé sous la chaudière, reviennent à l'avant par un carneau intérieur ou galerie, à section circulaire, puis se partagent à droite et à gauche entre les deux carneaux latéraux. Ce système mixte, qui emprunte accessoirement la dispo-

silion caractéristique du deuxième type, est représenté figure 268. La chaudière de Watt est convenablement disposée pour utiliser la chaleur ; mais la forme en est vicieuse, parce que les parties concaves au dehors tendent à se bomber sous l'action de la pression de la vapeur. Elle n'est donc acceptable que pour les basses pressions, et encore à la condition d'être convenablement armée. Elle n'a d'ailleurs aucun avantage sur les chaudières cylindriques entièrement convexes au dehors. On peut la considérer comme étant aujourd'hui abandonnée.

(781) La chaudière cylindrique horizontale l'a généralement remplacée avec avantage. La chaudière cylindrique a, sur celle de Watt, cet avantage que, loin de tendre à être déformée par la pression que la vapeur exerce à son intérieur, elle tend, au contraire, à reprendre sa forme primitive par l'effet de cetle môme pression, si elle en a été écartée par quelque circonstance accidentelle; car c'est lorsque sa section droite est circulaire que cette section, pour un périmètre donné, présente le maximum de surface, et que la chaudière a, par conséquent, le maximum de volume.

Le plus souvent la grille et les carneaux sont disposés exactement comme dans la chaudière de Watt (flg. 269). Les carneaux la« téraux s'élèvent habituellement à la hauteur du centre, et le niveau de l'eau doit être maintenu au moins à 0°',10 au-dessus de leur partie supérieure. Cette relation entre la position des carneaux et le niveau de Feau est prescrite par les règlements pour toutes les chaudières, parce qu'il importe essentiellement^ comme on le reconnaîtra plus loin, que toutes les parties de la surface de chaufTe soient baignées par l'eau de la chaudière, afin qu'elles ne risquent pas de se trouver portées à de trop hautes températures au contact des gaz.

Quelquefois les carneaux latéraux sont supprimés, etlesgazci^ culent seulement sous la chaudière dans un carneau de forme appropriée embrassant la moitié inférieure de la chaudière (fig. 269 bis). Cette disposition simplifie la construction du fourneau et est favorable au tirage. Mais elle exige une grande longueur de chaudière, et elle n'est pas très-favorablo à la combustion complète des gaz, qui

cheminent par filets parallèles et ne se sont pas suftisamment brassés ensemble, comme dans les coudes que présente le passage d'un carneau au suivant. 11 conviendrait donc, dans le cas de ce carneau unique, d*y ménager tout au moins quelques chicanes propres à opérer ce brassage.

Si Ton se représente une chaudière cylindrique munie de deux Tonds hémisphériques d*un diamètre d et d une longueur totale /, son volume V est égal à

quantité qui est approximativement 7 ::c!'Z, si Ton néglige ^d devant la quantité I, ce qui est ordinairement permis. Quant à la surface de chauffe S, elle est pour la partie cylin-

diique -^ (/ — d), et pour les deux fonds hémisphériques -^, soit

en totalité 5 Tcd/.

Le volume par mètre carré de surface de chauffe est donc donné par la relation

l'eau occupe un peu plus de la moitié de ce volume ; le reste forme le réservoir de vapeur.

On voit que, pour une surface de chauffe donnée, d'où dépend, comme on l'a vu au chapitre précédent, la puissance de vaporisation de la chaudière, le volume de celle-ci, et par conséquent la masse de Teau et la capacité du réservoir de vapeur augmentent avec le diamètre.

Ces deux circonstances sont le plus ordinairement considérées comme favorables, en ce sens que la grande masse d'eau agit comme une sorte de volant pour régulariser la température^ et par suite la pression, malgré les petites irrégularités inévitables dans la conduite

du feu, et que le grand volume de vapeur rend moins sensibles les chutes de piession qui ont lieu à chaque coup du piston de la machine (surtout dans les grandes machines marchant avec une trèsgrande détente et à faible vitesse), et dont FefTet est de produire des ébuUitions tumultueuses et des projections d*eau. Ces circonstances conduisent donc à avoir des chaudières courtes et de grands diamètres.

Enrevanchei l'épaisseur des tdlesde la chaudière devant évidemment augmenter avec le diamètre, il arrive que le poids, et par conséquent le prix de Tappareil, croissent en même temps que ce diamètre, et cette considération conduirait à faire les chaudières allongées et à petit diamètre.

En fait, le diamètre des chaudières cylindriques, ayant une sui^ face de chauffe donnée, a une limite supérieure^ marquée soit par l'épaisseur de la tôle dont on dispose, soit par la condition d'avoir une longueur de carncaux qui prolonge suffisamment le contact des gaz chauds avec les parois de l'appareil ; il a une limite inférieure déterminée par la condition de rendre les parois intérieures accessibles pour le nettoyage.

Il est rare que Ton rencontre des chaudières ayant moins de 35 centimètres et plus de 1°',40 de diamètre. Quant à la longueur, elle peut varier de 2 ou 5 mètres, à 10 mètres, 12 mètres et au delà.

Les chaudières cylindriques horizontales sont, tant qu'elles sont possibles j un des meilleurs systèmes que l'on puisse employer. Mais il est facile de voir qu'on arrive bientôt à la limite de leur emploi possible.

Si l'on suppose, par exemple, que la chaudière ait 1",40 de diamètre, chiffre qu'on ne dépasse guère et qu'il est même difficile d'at-

teindre avec de fortes pressions, la formule S=-^?cd/ nous donnera

environ 2",20 de surface de chauffe par mètre courant de chaudière. On voit que, s'il fallait par exemple 200 mètres de surface de chauffe (et il y a des machines qui en demandent davantage), il

faudrait -^ =99 mètres courants de chaudière , c'est-à-dire (y

compris au moins une chaudière de réserve) une batterie d*une dizaine de chaudières de 12 mètres de longueur.

Belalivement à d'autres types que nous verrons plus loin, ces appareils tiendraient un énorme emplacement; ils seraient fort lourds et par conséquent d'un prix élevé; de leur surface totale la moitié seulement serait utilisée comme surface de chaurfe. Enfin ce grand emplacement, quelque soin que Ton prenne, tend, ainsi qu'on Ta déjà fait remarquer, à augmenter les pertes de chaleur, soit par rayonnement, soit par conductibilité.

(IfSZ) La chaudière cylindrique peut être placée verticalement (fig. 270).

Cette disposition est principalement employée dans les forges pour utiliser la flamme perdue des fours à réverbère. Elle a évidemment ravantage, à dimensions égales, d'une surface de chauffe double de la précédente. En outre .avantage plus important, l'espace qu elle prend dans l'usine est pour ainsi dire nulj puisqu'elle se loge à Tintérieur de la cheminée du four, dont il suffit d'augmenter un peu« la dimension, sans rien changer du reste à l'espacement de ces fours, qu'il importe de grouper le mieux possible autour des marteaux, laminoirs; ou autres appareils destinés à élaborer leurs produits.

Mais cette position verticale a l'inconvénient, pour une pression donnée de la vapeur, de soumettre la partie inférieure, celle qui est le plus directement exposée aux coups de feu, à un excès de fatigue dû à la charge de l'eau. En outre, et c'est là le vice principal du système, la très-faible étendue de la surface libre de l'eau, relativement à rétendue de la surface de chauffe, et la tendance de la vapeur à se former principalement à la base de la chaudière, là où les gaz ont la plus haute température, déterminent une ébullition tumultueuse et des projections d'eau. Il importe donc de mettre le dôme de vapeur en communication facile avec un grand réservoir général, empêchant les chutes de pression dues à la marche des machines, chutes qui ne feraient qu'augmenter l'inconvénient que nous signalons.

Il est bon de remarquer que lorsque ces chaudières sont, comme il arrive souvent, en relation avec des chaudières horizontales pour

fournir de la vapeur aux mêmes machines, il faut éviter de mettre en relation les tuyaux d'alimentation des deux systèmes de chaudières, de peur que quelque fausse manœuvre ne mette en communication les chaudières elles-mêmes; auquel cas les chaudières verticales seraient exposées à se vider dans les chaudières horixontaies, ce qui les mettrait en danger imminent d'explosion. On a des exemples d'explosions de chaudières verticales, qui ont eu les plus désastreuses conséquences.

(788) La surface de chauffe de ces chaudières verticales peut être calculée par les mêmes formules que celles des chaudières horizontales, en fonction du poids de charbon brûlé sur les grilles des fours, attendu que ce charbon peut produire presque le même effet de vaporisation que s'il était brûlé directement sous le foyer de la chaudière.

En effet Topéralion qui s'exécute dans le laboratoire du four à réverbère (puddlage de la fonte, réchauffage des paquets, etc..) exige une température fort élevée, et cette température est nécessairement celle que possèdent les gaz en sortant du rampant pour aller à la cheminée. Une fois que le four est en roulement, les gaz le traversent en n*y abandonnant que la quantité relativement faible qui est nécessaire pour compenser les pertes du four par rayonnement ou par conductibilité, et pour échauffer la charge à chaque nouvelle opération. On est, en quelque sorte, dans les conditions d'un fourneau de chaudière qui serait installé de telle sorte qu'il se fit un peu plus de pertes qu'à l'ordinaire par son rayonnement à l'extérieur, ou par la conductibilité de ses parois.

11 faut ajouter que la quantité d'air qu'on fait aflluer dans le four est variable entre certaines limites, et réglée parles phases de Topération exécutée dans le laboratoire du four, laquelle peut exiger tantôt le maxiînum de température^ tantôt une flamme oxydante ou réduisante.

Ainsi, en réalité, il y a, tantôt par excès d'air et tantôt par défaut, une certaine réduction à attendre dans le nombre de calories qu un poids donné de combustible laissera disponibles pour la vaporisation ; mais comme d'un autre côté un mètre carré de surface de

DISPOSITIONS DIVERSES DïJS GÉNÊRÀTEUaS. 379

chauHe verticale est moins efficace qu'un mètre carré chaufré pardessous, parce que le contact des ga^ et de la paroi est moins assuré, il peut en résulter une sorte de compensation, qui permet d'établir, pour ces chaudières verticales chauffées par les flammes perdues de fours entretenus à de hautes températures, sensiblement le même rapport entre le poids du combustible brûlé dans un temps donné et rétendue de la surface de chauffe, que pour des chaudières horizontales chauffées directement par un foyer ordinaire,

(784) L'obligation d'augmenter la surface de chauffe propor« tionnellement a la force de la machine, sans augmenter dans lo môme rapport la longueur de la chaudière, et tout en offrant à la masse des gaz un développement suffisant de carneaux, combiné avec l'avantage qu'offrent pour la résistance les formes cylindriques convexes, conduit au système très-rationnel et très-pratique des chaudières à bouilleurs (fig, 271 et 272) . Ces chaudières sont formées d'un corps cylindrique principal, et de cylindres accessoires entretenus plein d'eau, d'une longueur à peu près égale, mais générale* • ment d'un diamètre moindre, et dont la surface totale est utilisée pour la chauffe.

L'avantage des chaudières ainsi établies est évident, et peut se chiffrer à peu près comme suit :

Si, à une chaudière simple de diamètre d et de largeur totale /, on ajoute n bouilleurs égaux de diamètre d' et de même longueur,

la surface de chauffe sera ~ -4- nizd'l = zl (- -^ nd'y

Désignant par e et par e'ies épaisseurs des parois, lesquelles sont ihéoHquement proportionnelles aux diamètres d et d\ le poids total de la chaudière et des bouilleurs sera de la forme

Ki: (dH 4- nd'H)

et le rapport du poids à l'étendue de la surface de chauffe sera de la forme

Si Ton veut comparer cette expression à celle qui s'appliquerait à

une chaudière cylindrique simple de diamMre D, ayant même surface de chauffe, il faut d'abord faire n = 0 dans la formule qui devient R' = 2KD ; puis, pour exprimer Tégalité des surfaces de chauffe, remplacer D par d + 2nd'. 11 vient R' = 2K(d -f- 2fid'), el l'on a évidemment

Ainsi la chaudière à bouilleurs est plus légère et, par conséquent, moins chère que la chaudière simple de même surface de chauffe.

Si, par exemple, on suppose n = 2 et d' = ^d, comme cela a lieu

souvent, on trouve

et Ton reconnaît qu^avec les proportions indiquées, la chaudière à deux bouilleurs ne pèsera que le sixième du poids de la chaudière simple de même longueur et de même surface de chauffe.

La réduction sur le prix sera à peu près proportionnelle.

La comparaison, entre les deux systèmes do la chaudière cylindrique simple et de la chaudière cylindrique à bouilleurs, peut encore s'établir sous une autre forme, en considérant d'abord la première, puis supposant qu'on lui ajoute n bouilleurs de même longueur, mais d'un diamètre différent.

La chaudière simple, d'après ce qui a été établi ci-dessus, a un

poids K%dH et une surface de chauffe ^ zd/.

Avec les n bouilleurs du diamètre d\ ces quantités deviennent respectivement :

Là\^ Kitd»/4-fiKird'*/ = Kir/(d« + îid'»).

La 2- jwd/-haicd'/= jd4-2nd'.

Le rapport des volumes est — t; — = 1 + ^ ( -j ) » celui des surfaces de chauffe -r-^ = 1 -h 2n -t. . ., et cette seconde quan-

DISPOSITIONS DIVERSES DES GË.NÉRilTEURS. 381

lité est toujours plus grande que la première, tant que à' est tout au plus égal à d.

Si Ton suppose, comme tout à Theuie, n =: 2 et d'= ^d, on trouve

second devient l-f-4Xô = 4H-2 = 5.

Ainsi les deux bouilleurs ajoutés augmentent le poids de 50 pour 100; ils triplent la surface de chaufTe, et ils ne modifient point l'espace occupé en plan par Tappareil..

Soit sous le premier, soit sous le second des énoncés ci-dessus, dont chacun pourrait facilement se déduire immédiatement de l'autre, on voit clairement apparaître l'importance des avantages économiques du système des bouilleurs sur celui des chaudières cylindriques simples.

(785) Dans la pratique on met, pour les petites chaudières, un seul bouilleur inférieur, de même diamètre que la chaudière.

Deux bouilleurs inférieurs d*un diamètre moindre, sans descen* dre au-dessous de la dimension qui permet le nettoyage, constituent un système très-convenable pour les chaudières plus puis* santés. On va même jusqu'à trois bouilleurs {fig. 272).

La grille peut être placée directement sous la chaudière^ et alors les bouilleurs sont chauffés par un carreau de retour inférieur qui ramène les gaz sur le devant du fourneau.

On peut, au contraire, chaulTer d'abord les bouilleurs ; le carneau de retour, qui est alors au-dessus d'eux, cliauffe le dessous du corps cylindrique.

Cette seconde disposition est la plus usitée, et elle a Tavantage, dans le cas d'un abaissement anormal du niveau de l'eau, d'exposer la surfoce de chauffe non mouillée à des gaz déjà partiellement refroidis.

Par contre, elle eipose à l'action du coup de feu la région de la chaudière dans laquelle se fait la majeure partie des dépôts, ce qui est un inconvénient ; en outre, elle tend à produire une ébullition

^2 COURS DE yACUINËS.

plus tumultueuse, en éloignant de la surface libre du liquide la paroi qui est en contact avec les gaz au momenl de leur plus haule température.

11 me semble que la première disposition (fig. 275) mériterait plutôt la préférence.

Plusieurs constructeurs habiles la lui accordent en effet. Dans Tune comme dans Tautre, on alimente la chaudière par les bouilleurs, de manière à ne causer aucun refroidissement dans le corps principal.

Le système des bouilleurs placés plus bas que la grille et chauffés après le corps cylindrique nous conduit, par une transition naturelle, aux bouilleurs réchauffeurs de M. Farcol, qui sont placés latéralement à la chaudière, dans une série de carneaux superposés.

L'objet de ces réchauffeurs est autre que celui des bouilleurs ordinaires. Us n*ont point pour objet de fournir à de l'eau déjà échauffée la chaleur nécessaire a la transformation en vapeur, mais bien, comme leur nom l'indique, de porter cette eau à la température où elle doit être amenée avant de la vaporiser.

A cet effet, on alimente par le bouilleur du bas ; l'eau passe successivement d'un bouilleur à l'autre, en sens contraire du courant des gaz chauds qui circulent dans les canienux, et enfin du bouilleur supérieur dans la chaudière, où elle prend, si elle ne l'a déjà, la température de la vapeur.

Cette disposition est très-rationnelle, dès que l'on suppose, ce qui est le cas pratique, que Ton alimente avec de l'eau qui n'est pas à la température de la chaudière.

Elle permet, ainsi qu'on l'a vu au n"" 7S7, d'abaisser la limite inférieure de la température finale des gaz, et par conséquent elle peut permettre une certaine économie de combustible.

Les bouilleurs réchauffeurs ne doivent servir qu'à l'usage que leur nom indique. Ils doivent réchauffer Teau, mais non produire de la vapeur. Leur surface de chauffe et celle du corps cylindrique doivent ôtrc proportionnées en conséquence ; il convient en outre que ces bouilleurs reçoivent une petite inclinaison qui fasse que l'eau chemine en remontant, non-seulement en passant d'un bouilleur a l'autre, mais même en parcourant un de ces bouilleurs.

On évite par là que les bouilleurs se remplissent de matelas de

vapeur, ou s'il venait à s'en former accidentellement, lorsque la machine fonctionne avec activité et que Talimentation est temporairement suspendue, ils ne pourraient être ni étendus, ni persistants.

Il est inutile, d'après cela, de multiplier les réchauffeurs, et il vaut mieux même en restreindre le nombre, si Ton cherche à satisfaire à la condition que Teau n'arrive à la température de la vapeur qu'en entrant dans la chaudière même ; car la quantité de chaleur à communiquer à Peau pour réchauffer à l'état liquide est petite, relativement à celle qu'elle doit recevoir ensuite pour se transformer en vapeur.

Si l'on suppose Teau prise à iO"" et la vapeur formée à 6 atmosphères, par exemple, la chaudière aura à lui fournir sa chaleur latente de vaporisation, ou 494,11 calories par kilogramme, elles réchauffeurs 161,10 — 10 = 151,10 seulement.

Cette seconde quantité n'est que de 31 0/0 de la première.

La pratique semble avoir confirmé ces aperçus ; aussi , après avoir employé jusqu'à 4 réchauffeurs, se limitc-t-on habituellement à deux au plus, même quand on alimente à Teau froide, comme nous venons de le supposer.

L'emploi des bouilleurs réchauffeurs tend à se répandre.

A l'avantage qu'ils offrent d'une meilleure utilisation possible du combustible, en permettant un plus grand refroidissement des gaz, se joint celui de retenir la majeure partie des dépôts, et de permettre de tenir la chaudière même plus propre et moins sujette aux coups de feu.

On a observé que les dépôts calcaires se faisaient surtout dans les bouilleurs du bas, et les dépôts siliceux dans celui du haut, vers le point où la température se rapproche d'être égale à celle de la chaudière.

Ces chaudières à bouilleurs réchauffeurs sont très-convenables, tant qu'on n'a pas besoin d'une surface de chauffe très-étendue ; mais la convenance où l'on est, comme on vient de le dire, de restreindre la leur cl d'augmenter celle du corps cylindrique doit, à mon avis, leur faire préférer les chaudières à bouilleurs ordinaires, quand on a besoin d'accroître beaucoup la surface de chauffe. Rien n'empêche d'ailleurs de combiner les deut systèmes, c'est à-dire d'a-

jouter, à la chaudière munie des bouilleurs ordinaires, un réchauffeur qui permet d'envoyer à ces bouilleurs de l'eau déjà échauiïée, et de réaliser la petite économie de combustible qui résulte, comme on vient de le dire, du plus grand rerroidissement qu*il est possible de donner aux gaz, en tant que le permettent les conditions d'un bon tirage de la cheminée.

(986) DEUXIÈME TYPE. — ChMidlAws * caneawK tetéHcavs omà

céicriM. — Les principales chaudières se rapportant à ce type sont celles dites chaudières du Comouailles, très-répandues en Angleterre. Ce sont de grosses chaudières cylindriques, à fonds plats ou légèrement convexes, traversées par un ou deux gros tubes ouverts de part en part, qui entretoisent ces fonds plats, et qui ont un diamètre suffisant pour qu'on puisse y loger un foyer. La surface de chauffe est formée, d'abord par la surface totale intérieure du tube, puis par la moitié inférieure de celle du corps principal entourée de carneaux semblables à ceux dont nous avons parlé précédemment. L'eau doit recouvrir de 0"',iO au moins le dessus de ces tubes.

Ce système, indiqué sur la figure 275, a l'avantage d'utiliser le rayonnement complet du foyer, et jusqu'à la chaleur des cendres et des escarbilles qui tombent du cendrier, et en outre de soustraire les gaz, pendant qu'ils sont à leur plus haute température, au contact des maçonneries du fourneau, et au mélange des filets d'air froid que l'appel produit par le tirage peut faire pénétrer par les fissures de ces maçonneries. On peut donc le considérer comme pouvant théoriquement utiliser un peu mieux la chaleur que le type précédent, soit par les motifs ci-dessus, soit aussi parce que le massif du fourneau, pour une puissance de vaporisation donnée, occupe un moindre volume.

En outre, la présence de deux foyers, lorsqu'il existe deux tubes intérieurs, permet de faire des chargements alternatifs, très- favorables à la régularité de la vaporisation, ainsi qu'à une bonne combustion des gaz et à la diminution de la fumée.

(989) Mais à mon avis ces avantages sont au moins compensés par certains inconvénients.

Ainsi, en premier lieu, la présence d'un gros tube intérieur, et, à plus forte raison, celle de deux tubes de ce genre, lorsqu'on veut en même temps que le corps de la chaudière serve de réservoir de vapeur, oblige de donner à ce corps un très-grand diamètre difficilement applicable aux hautes pressions; les tubes intérieurs pressés du côté de leur convexilé sont dans de mauvaises conditions de résistance, analogues à celles de la chaudière de Watt, et peuvent s'écraser entièrement dès qu'ils viennent à être déformés ; enfin leur partie supérieure, directement exposée au coup de feu, peut rougir très-promplement en cas d'abaissement anormal du niveau de l'eau, abaissement qui se continue d'autant plus rapidement qu'il y a déjà une plus grande partie de la surface du tube à découvert, parce que la surface libre du liquide diminue de plus en plus, ainsi qu'on le reconnaît à Tinspection de la figure. Il en résulte que ces chaudières présentent plus de chances d'explosion que les chaudières cylindriques, en môme temps que leur volume habituellement considérable donne à ces accidents un caractère spécial de gravité.

En second lieu, dans la disposition ordinaire où le corps cylindrique n'est plein d'eau qu'à moitié, les tubes inlérieiirs, quelque dimension qu'on cherche à leur donner, sont toujours un peu étroits pour une bonne installation du foyer. La grille manque de largeur, la chambre de combustion est trop refroidie ; par suite la combustion de certains charbons très-fumeux ne s'y fait pas toujours dans de bonnes conditions, môme quand il y a deux foyers.

On remarquera d'ailleurs qu'une chaudière du Cornouailles a la môme surface de chauffe qu'une chaudière à bouilleurs,* qui aurait le même diamètre, et dont les bouilleurs auraient le diamètre de ses tubes intérieurs, et qu'elle a un poids plus 'grand à cause de l'excès d'épaisseur que doivent recevoir des tubes pressés du dehors au dedans ; on voit encore qu'elle est d'une réparation moins facile, et enfin qu'elle contient une moindre quantité d'eau, ce qui peut, en cas d'alimentation très-irrégulière, amener des variations correspondantes en pression.

En résumé, il ne me semble pas que, sous la forme où les Anglais les emploient habituellement, ces chaudières méritent la préférence

Il 25

386 COURS DE MACHINKS.

qu'ils leur donnent sur le système des chaudières à bouilleurs proportionnellement beaucoup plus répandu en France.

11 faut évidemment diminuer le cylindre principal, lelenirpresque plein d'eau, le surmonter d'un réservoir spécial pour la vapeur et prendre toutes les dispositions nécessaires pour assurer la bonDC combustion dans le foyer. (Voir plus loin n° 80f , Gg. 287.)

(788) Ces chaudières à carneaux intérieurs s'emploient quelquefois sans les envelopper d'un massif de maçonnerie, et par conséquent sans utiliser la surface exiérieure du cylindre principal comme surface de chauffe. Ce système semble moins salisfaisanl que l'autre, en ce sens qu'il emploie, pour obtenir une surface de chauffe donnée, un poids de métal beaucoup plus considérable, et que la chaudière doit être beaucoup plus longue ; elle est en même temps plus exposée aux refroidissements.

Ces mômes chaudières peuvent encore être placées verticalement. Elles prennent alors la forme d'un cylindre creux au bas duquel se trouve la grille et qui est fermé par le haut par une sorte de plafond, ou ciel, au-dessus duquel le niveau de l'eau doit s'élever d'une certaine qnantilé. Cette espèce de boîte à feu laisse dégager les produits de la combustion, soit par une série de petits tubes qui s'élèvent verticalement en traversant d'abord la nappe d'eau qui recouvre le ciel de la boîte, puis le réservoir de vapeur, soit par un ou deux tubes horizontaux plongés entièrement dans l'eau et aboutissant soit à une cheminée unique, soit à deux cheminées placées symétriquement en dehors de l'axe vertical de l'appareil.

La première disposition (^gf. 276) n'est pas strictement conforme aux règlements, en ce sens que les petits tubes font partie de la surface de chauffe, et qu'ils devraient être, par suite, entièrement baignés par l'eau. On peut la tolérer cependant, lorsque la portion de ces tubes qui risque d être surchauffée n'est qu'une très-petite fraction de la surface de chauffe totale {-^ par exemple), parce qu'alors les gax sont déjà assez refroidis, lorsqu'ils l'atteignent, pour qu'elle ne soit pas exposée à rougir. On considère d'ailleurs qu'une surchauffe modérée peut contribuer à sécher partiellement la vapeur liabituellement très-chargée d'eau que fournissent presque toujoure les

chaudières verticales, et en général toutes les chaudières dont la surface libre du liquide est peu étendue et placée notablement audessus des points qui reçoivent le maximum de chaleur.

La seconde disposition est plus régulière, et il convient d'autant plus d'y revenir qu'il s'agit de plus grands appareils.

11 arrive assez souvent que, pour augmenter la grandeur et l'efficacité de la surface de chauffe de ces chaudières verticales, on dispose à l'intérieur de la boite à feu une série de gros tubes horizontaux* diversement orientés, qui servent en même temps d'entretoises et donnent de la rigidité au système. La même disposition est souvent employée dans les carneaux intérieurs des chaudières du Cornouailles. Quelquefois môme, dans ces dernières, on place à rintérieur du carneau un véritable bouilleur longitudinal, et la section du carneau est ainsi réduite à l'espace annulaire compris entre la surface externe de ce bouilleur et la surface interne du carneau. Il faut veiller à ce que cet espace ne soit pas trop restreint pour le tirage.

Les chaudières verticales ci-dessus décrites conviennent seulement à des machines peu importantes.

Elles ont l'avantage d'occuper très-peu de place, et de ne demander aucune dépense d'installation, aucune construction spéciale en maçonnerie.

(789) C'est au second type que se rapportent les chaudières dites à galeries. On désigne à proprement parler, sous ce nom, certaines chaudières qui sont, ou, plus exactement, qui ont été employées sur les bateaux à vapeur.

Les chaudières de bateau ont à satisfaire à des sujétions d'emplacement fort impérieuses que nous avons déjà signalées.

Un système quelconque, à surface de chauffe purement extérieure, ne pourrait, sans occuper un espace beaucoup trop grand, présenter une surface de chauffe en rapport avec la force que doit avoir la machine. Il faut l'augmenter par des carneaux intérieurs, et c'est Ce qu'on a commencé par faire dès les premiers temps, en ajoutant un semblable carneau à la chaudière de Walt [fig. 268). Cette disposition devenant elle-même insuffisante, on a multiplié

ces carneaux de manière à leur faire occuper la plus grande partie de la chaudière {fig. 277). Pour cela, on leur a donné une section rectangulaire, en ne les séparant les uns des autres que par une lame d'eau peu épaisse qui s'étend également en dessous d'eux.

Ces chaudières à galeries rectangulaires el à parois planes ne conviennent que pour les basses pressions, à moins d'y ajouter un système complexe d'armatures, qui laisse toujours à désirer pour la sécurité. Aussi peut-on dire de ces chaudières à galerie, qu'après avoir été employées sur une grande échelle, on n'en construit plus aujourd'hui. On leur substitue, et Ton doit en eflet leur substituer, les chaudières du type dont nous allons présentement parler.

(790) Troisième type. Chaudière tabulaire. — Ces générateurs, sous un volume donné et avec un poids donné de métal, présentent une surface de chauffe beaucoup plus grande que les deux types précédents. La triple obligation d'un volume très -restreint, d'un poids relativement faible, et enfin d'u7ie grande surface de chauffe^ ou, en d'autres termes, d'une grande puissance de vaporisation^ s'impose dans les machines locomotives plus impérieusement que dans toute application de la vapeur.

Ces chaudières de locomotives, indépendamment des conditions ci-dessus, doivent encore remplir celle d'une construction trèssoignée et très-solide en rapport avec la grande fatigue qu'elles supportent en service, soit par les très-hautes pressions sous lesquelles on les fait habituellement fonctionner, soit par les vibrations incessantes et les chocs accidentels qu'elles ont à supporter.

Ces appareils, dont la figure 278 représente un spécimen en usage sur Iç chemin de fer de l'Ouest, comprennent : deux parties distinctes, le foyer et le faisceau tubulaire.

On cherche à donner au foyer, ou boîte à feu, le plus de capacité possible, pour favoriser la combustion et augmenter la surface de chauffe directe.

A cet effet, toute cette surface est formée de parois planes, tant sur les côtés qu'au ciel. Le ciel est soutenu par un système d'ar. matures prenant leur point d'appui sur la tranche des faces verticales. De ces quatre faces, les deux latérales et celle qui correspond à

la porte du foyer, sont fortement entretoisées avec la paroi extérieure de la chaudière. La plaque tubulaire l'est de même à la partie inférieure, et elle Test, à la partie supérieure, par Je système des tubes qui la relie à la plaque tubulaire du compartiment d'avant, dit boite à fumée. La boite à feu porte la grille sur laquelle se charge le combustible et est entièrement ouverte en dessous. Les gaz de la combustion chauffent Tintérieur de la boite à feu, passent à travers le faisceau tubulaire et se rendent à la cheminée. Celle-ci a sa hauteur essentiellement limitée par la hauteur sous clef des ouvrages d*art, sous lesquels elle doit passer. On supplée à son insuffisance, en activant le tirage à l'aide de la vapeur d'échappement qu'on envoie dans la cheminée.

Tel est le système remarquable d'une chaudière que nous n'avons pas ici à décrire en détail, et pour laquelle nous devons renvoyer à la légende des planches et aux ouvrages spéciaux.

(79f ) Four les bateaux à vapeur, les sujétions sont, en ce qui concerne l'emplacement occupé et l'étendue de la surface de chauffe, plus impérieuses encore que pour les locomotives, à cause de la très-grande force dont on a besoin; elles le sont moins en ce qui concerne le poids. C'est surtout dans le sens de la longueur qu'il importe d'obtenir une réduction des dimensions ; il faut, en eflet, pour des machines dont la force se compte par un certain nombre de centaines de chevaux, avoir une nombreuse batterie de chaudières, que l'on place symétriquement à droite et à gauche d'une avenue centrale réservée pour le service des chauffeurs ; il en résulte que la longueur totale d'une chaudière doit être moindre que la demi-largeur du bâtiment. On est parvenu très-simplement à satisfaire à cette condition par un artifice qui revient à faire la boite à feu un peu plus longue et h replier, en quelque sorte, le faisceau tubulaire au-dessus de cette boite, au lieu de le laisser en prolongement.

Les diverses chaudières juxtaposées se composent alors d'une sorte de caisse rectangulaire à angles arrondis, dont la partie inférieure est occupée par le foyer et la partie supérieure par le faisceau tubulaire. Les gaz reportés ainsi à l'avant des fourneaux sont

évacués par une grosse cheminée qui peut être commune à toutes les chaudières.

Cette disposition des chaudières de bateaux, dont un ensemble est représenté figure 279, parait répondre aussi complètement que possible au programme des conditions auxquelles ces appareils ont à satisfaire.

(79!^) Après les chaudières de locomotive et de bateau, viennent celles des locomobiles, qui ont aussi leurs sujétions sous le rapport du volume, du poids et de retendue de la surface de chauffe ; mais il est plus facile d'y satisfaire sans leur enlever leur mobilité, à la condition de limiter leur importance. Leur forme générale la plus ordinaire est celle des chaudières de locomotive, avec les simplifications que comportent, dans le détail de la construction, leur moindre puissance et la moindre pression à laquelle on y fait habi* tuellement fonctionner la vapeur. (Voir n"* 595.)

Toutes les chaudières du troisième type ci-dessus décrites ont leur faisceau tubulaire horizontal. Mais on peut aussi le placer ve^ ticalement, directement au-dessus du ciel de la boîte à feu, et alors l'appareil se confond avec la première des deux dispositions indiquées plus haut pour la chaudière à carneau intérieur vertical, sauf que dans celle-ci Timportance de la surface de chauffe directe est plus grande et que celle de la surface de chauffe tubulaire est moindre ; ce qui me semble être une condition favorable à la sûreté,

(798) On désigne sous le nom de chaudières à foyer amovible certaines chautlières tubulaires dans lesquelles, tout en conservant l'avantage qui caractérisait le système tubulaiie, celui d'un volume et d'un poids moindre pour une surface de chauffe d'une étendue donnée, on a cherché à éviter le sérieux inconvénient qu'il présente avec des eaux de mauvaise qualité, celui des incrustations, qui sont difficiles à enlever, et qui donnent lieu à des réparations fréquentes, inconvénient tel que nous en avons conclu à la restriction de l'emploi du système tubulaire aux seuls cas où cet emploi est nécessaire (Voir n^ 77»).

Ce système serait susceptible de s'étendre si l'on avait un moyen

DISPOSITIONS DIVERSES DES GÉNÉRATEURS. SOi

facile d'accéder aux divers tubes pour les nettoyer, et comme il ne parait pas possible d'arriver à un tel résultat pour un faisceau tubulaire un peu complexe, placé à Tintérieur d'un corps de chaudière où il occupe la majeure partie du volume, on a proposé de rendre ce faisceau amovible, de le sortir pour les réparations et les nettoyages qui se font alors avec toute l'aisance possible, puis de le remettre en place. L'opération ne comporte que de défaire et de refaire un grand assemblage à brides placé à l'avant du fourneau.

Les figures 280 et 281 représentent deux dispositions, l'une appartenant à MM. Thomas et Laurens, et l'autre à M. Farcot, pour lesquelles nous renvoyons à la légende des planches.

(794) QUATRIÈUE TYPE. — Chaudière* à tobe* bonlllenrs. — LcS

appareils de ce type diffèrent des chaudières tubulaires en ce que ce sont les tubes qui sont remplis d'eau et les gaz qui circulent autour'd'eux. Leurs caractères principaux sont la très-petite quantité d'eau totale que ces appareils contiennent, relativement aux types précédemment considérés, et le volume très-restreint des nombreux éléments dont ils se composent. Il en résulte qu'ils sont très-impressionnables aux changements qui peuvent se produire dans l'intensité de la combustion, mais aussi qu'ils peuvent être mis en train très-rapidement, et qu'en cas d'explosion les conséquences de l'accident ne peuvent jamais avoir beaucoup de gravité. Si elles sont formées de n tubes de longueur développée / et de

rdH diamètres d, leur volume est n -^ et leur surface mzdl. Leur volume par mètre carré de surface de chauffe est numériquement égal à -T. Rapprochant ce résultat de celui qu'on a trouvé pour une chaudière cylindrique simple, on en conclut que le volume du générateur dont il s'agit est à celui de la chaudière cylindrique, ayant même surface de chauffe, comnie le rayon de ses tubes est au diamètre de la chaudière.

Depuis le commencement de ce siècle, ce type de générateur a beaucoup occupé les inventeurs, notamment Woolf et Perkins en Angleterre, le baron Séguier en France.

La chaudière Belleville, dont Tinvention remonte à un peu plus d'une vingtaine d'années, est l'appareil de ce type qui s*est le plus répandu dans la pratique.

Successivement modifié et perfectionné avec beaucoup de persévérance par son inventeur, qui le désigne sous le nom àégénéraieur ineocplosible à circulation multiple, il est surtout employé dans les circonstances où il importe d'avoir un appareil très-léger peu encombrant, et pouvant être mis très-promptement en activité. On doit le considérer comme offrant fort peu de danger eu cas d'explosion, propriété fort intéressante, et comme permettant peut-être une certaine économie de combustible, non pas sans doute directement, en ce qu'il dépouillerait mieux les gaz de leur chaleur, mais d'une manière en quelque sorte détournée, par la facilité qu'il donne de fonctionner à de très-hautes pressions, et par sa propriété de donner de la vapeur bien sèche.

La figure 282, pour laquelle nous renvoyons à la légende des planches, donne une idée de la disposition de cet appareil, très-bien étudié dans toutes ses parties, mais nécessairement un peu complexe, et qui pour cette raison ne semble pas appelé à se répandre autrement que pour certaines applications particulières.

(795) La chaudière Field (fig. 283) est verticale, cylindrique et à foyer intérieur. Le ciel du foyer est percé de trous légèrement coniques où Ton introduit des tubes de fer ou de cuivre fermés parle bas, qui restent suspendus à une petite hauteur au-dessus du combustible de la grille. A l'intérieur de chacun de ces tubes, il s'en trouve un autre placé concentriquement, d'un diamètre moitié moindre et s'arrêtant à quelques centimètres au-dessus du fond.

Cette disposition détermine, quand la chaudière est en feu, un courant d'eau qui descend par le tube intérieur et remonte dans l'espace annulaire entre les tubes. Cette circulation se fait avec assez d'activité pour empêcher les dépôts d'être adhérents. Cette grande activité est due à la différence de densité des deux colonnes, dont l'intérieure est de l'eau et Textérieure une sorte d'émulsion formée par les molécules de vapeur qui tendent à se développer au milieu de la masse liquide.

Ce système diffère du précédent en ce qu'il y a un volume d'eau plus grand, quoique toujours fort petit, eu égard à l'étendue de la surface de chauffe.

11 peut n'être pas aussi inoffensif en cas d'explosion ; car le cylindre lui-même peut éclater, comme on a vu éclater quelquefois le corps cylindrique d'une locomotive. Mais elle est au moins aussi avantageuse sous le rapport de la place qu'elle occupe. Ainsi une chaudière de 50 chevaux n'occupe qu'un cercle de l™,^ de diamètre et une hauteur de 3 mèlres environ ; une de 25 chevaux peut n'a\oir que 0'",70 tie diamètre sur l'",50 de hauteur, et ne peser, eau comprise, que 4,750 kilogrammes. Celte dernière est, comme on le voit, très-facile à transporter.

C'est la chaudière f ield que Ton emploie pour les pompes à incendie à vapeur, dont Tusage commence à se répandre.

Cet appareil semble devoir être fort avantageux quand la question d'emplacement s'impose d'une manière impérieuse. 11 semble aussi devoir être d'un entretien assez facile, d'une part à cause de l'absence de dépôt dans les tubes, d'autre part à cause de celte circonstance que les (ubes étant suspendus à une extrémité et libres à l'autre, il ne se produit point de fatigues résultant de dilatations inégales, comme cela a lieu par exemple pour le faisceau tubulaire d'une locomobile, ou pour un bouilleur et sa chaudière lorsqu'ils sont réunis par deux culottes trop écartées l'une de l'aulre.

(796) Chaadiéres mixte*. — Los quatre types dont on vient de donner un certoin nombre d'exemples, forment l'immense majorité des appareils que l'on rencontre dans l'industrie; mais ces types fondamentaux peuvent être combinés entre eux de diverses manières, et il en résulte des dispositions spéciales, susceptibles d'un nombre indéfini de variantes, dont il convient de citer aussi quelques exemples.

On peut remarquer que nous en avons déjà cité, en ce sens que quelques-unes des chaudières décrites présentent des parties qui se rattachent à des types différents : tel est le cas pour les chaudières de Walt à carneau intérieur, ou pour les chaudières du Cornouailles, à raison des carneaux extérieurs au corps principal.

Mais nous voulons considérer ici des combinaisons plus complexes.

(707) La ligure 284 représente le système des générateurs qui avait été établi à Saint-Germain, pour le service du chemin de fer atmosphérique, aujourd'hui supprimé. Ces générateurs, établis pour donner une grande surface de chauffe, se composaient de deux corps principaux, dont l'un fonctionnait comme une chau* dière du Cornouailles, et l'autre était d abord chauffé extérieurement et présentait en outre un système tubulaîre à l'aide duquel on achevait le refroidissement des gaz. Les deux corps cylindriques communiquent librement entre eux au-dessous du niveau de l'eau, mais aussi dans la partie formant réservoir de vapeur ; de sorte qu'il ne pouvait se produire aucune dénivellation d eau de l'un à l'autre.

L'alimentation se faisait par le corps tubulaire.

La figure 285 représente une chaudière de M. Prouvost, qui, sous une forme plus compacte que la présente, offre à peu près la même disposition générale, sauf que le corps cylindrique du Cornouailles est remplacé par un corps cylindrique plein.

(798) La figure 286 se rapporte à un système très-étudié de MM. Molinos et Pronier, qui a la forme générale d'une chaudière de locomotive avec les particularités suivantes :

1** On a donné une grande importance à la surface de chauffe directe, en exhaussant le foyer et le surmontant d*un corps cylindrique jusqu'auquel la grande hauteur de l'autel force les flammes à s'élever, avant de redescendre dans le faisceau tubulaire ;

2** On a cherché à avoir une bonne combustion, soit par la grandeur de la boite à feu, soit par Pinflexion brusque à laquelle les gaz sont obligés pour passer au-dessus de l'autel, soit enfin, et surtout, en marchant avec un courant d'air forcé, en fermant le cendrier et soufflant à l'aide d'un ventilateur qui envoie sous la gîHlle la masse d'air principale et au-dessus du combustible un certain nombre de jets d'air qui brassent tous les gaz et les allument entièrement.

Cette chaudière est bien étudiée pour produire une bonne combustion sans fumée, et pour obtenir une bonne utilisation de la cha* leur produite.

(799) La dernière Exposition universelle de Vienne a présenté, non pas des types nouveaux, mais des combinaisons plus ou moins nouvelles des types connus, dont les plus intéressants ont été publiés dans les notes et croquis de M. Ch. Meunier-Dolfus.

Nous citerons {fig. 287) une chaudière dite de Fairbairn, qui est une combinaison du système du Cornouailles et du système des bouilleurs ;

Figure 288, une chaudière qui est une combinaison du système tubulaire à foyer amovible et du système des chaudières ordinaires à carneaux extérieurs ;

Figure 289, une chaudière tubulaire à foyer extérieur ;

Figure 290, une chaudière du Cornouailles avec une disposition particulière de bouilleurs réchaufleurs, placés dans des carneaux qui servent en même temps à sécher la vapeur.

La chaudière Fairbairn, grâce au corps de chaudière supérieur, permet de tenir plein, ou presque plein d'eau le corps inférieur, et par conséquent de diminuer beaucoup le diamètre de celui-ci pour un diamètre donné du tube intérieur, puisque l'on n'a pas besoin de laisser de place pour le réservoir de vapeur. C'est la disposition indiquée à la fin du n** 789. Ce tube intérieur a été rendu amovible pour pouvoir le nettoyer.

Une autre disposition, spéciale à l'appareil représenté, consiste dans les bagues de dilatation qui réunissent les viroles formant le tube intérieur. Cette disposition fait disparaître la fatigue qui résulte de la dilatation qu'éprouve le tube, surtout au moment où Ton allume le feu, avant que la chaudière tout entière ne se soit mise à peu près en équilibre de température.

La chaudière à foyer amovible (fig. 288) doit également à la présence d'un corps cylindrique supérieur, la propriété que le tube intérieur peut être beaucoup plus grand, relativement au corps de chaudière qu'il traverse, que si ce dernier devait servir de réservoir de vapeur.

La chaudière tabulaire a foyer extérieur {fig. 289) ne semble pas présenter de caractère spécial. C'est simplement un moyen d'augmenter la surface de chauffe d'une chaudière cylindrique de dimensions données.

Enfin, on peut penser que*le système réchauffeur de la figure 290 serait avantageusement remplacé par un simple bouilleur ordinaire, et que Tarlifice employé pour sécher la vapeur dans son réservoir placé en relation directe avec la chaudière, n'est pas à recommander en principe, et que, dans l'espèce, il est fort peu efficace.

(800) Nous ajouterons enfin, comme dernier exemple, un des sysièmes très-bien étudiés par MM. Chevalier et Grenier, de Lyon, décrits dans un numéro récent de la publication industrielle de M. Armengaud (fig. 291). Les auteurs se sont proposé de réunir à l'avantage que présente le foyer intérieur au point de vue des perles par rayonnement, celui d'une bonne et complète combustion obtenue par une haute température dans la chambre du foyer, et par un mélange intime des produits de la distillation avec l'air atmosphérique.

A cet effet, les parois métalliques du foyer sont garnies d'un revêtement en briques réfraclaires, qui diminue Teffet de la surface de chauffe directe, mais sans aucune perte, puisqu'il augmente d'autant l'effet de la surface de chauffe indirecte ; il sert en outre à préserver des coups de feu.

Les gaz rencontrent dans les carneaux, au delà de la boite à feu, un système de chicanes qui les brasse et les mélange intimement.

Le système représenté est à la fois à carneau intérieur, tubulaire et à galerie intérieure. Le réservoir de vapeur permet, comme dans la chaudière de la figure 287, de diminuer le diamètre du corps cylindrique principal.

(801) Les observations du chapitre précédent et les détails des n" 781 à 802 nous paraissent suffisants pour faire connaître et pour permettre d'apprécier les différentes dispositions, toujours plus ou moins analogues aux précédentes, que l'on rencontre dans l'industrie, ou dont l'application serait proposée.

H est facile de résumer ces notions, de manière à en déduire les règles d'après lesquelles on devra se diriger, lorsqu'il s'agira de faire un choix pour une application donnée.

Lorsque l'emplacement ne manque pas, lorsque Ton lient à assurer la régularité de la marche de la machine par l'emploi d'un grand volume d'eau el d'un grand réservoir de vapeur, et sa contU nuité par l'emploi d'un générateur simple et facile à entretenir en bon état, on emploiera la chaudière cylindrique simple à chauffe et à carneau intérieur.

Puis, lorsque ce système, par suite de l'étendue de la surface de chauffe dont on a besoin, conduit à des dimensions inacceptables, on emploiera :

Soit la chaudière à un ou plusieurs bouilleurs (!*' type) ;

Soit.la chaudière du Cornouailles (2* type) ;

Soit enfin une combinaison mixte de ces deux types, complétée quelquefois par l'addition accessoire d'un faisceau tubulaire, ainsi que nous en avons montré divers exemples.

La première des dispositions ci-dessus, surtout avec trois bouilleurs, donne, par mètre courant de chaudière, une assez grande surface de chauffe, jusqu'à quatre fois plus que la chaudière cylindrique simple. Elle est très-usitée en France. On recommande de chauffer de préférence le corps cylindrique avant les bouilleurs.

La seconde est peut-être un peu plus favorable à Téconomie du combustible, du moins quand le tube intérieur est assez grand ; mais elle semble un peu moins appropriée à lemploi des trèshautes pressions. On doit [s'attacher à réduire le diamètre du corps cylindrique principal, et à donner au tube intérieur un diamètre suffisant.

On peut dire que là où n'étant ni gêné par l'emplacement, ni arrêté par la question de dépense, on consent au profit de la bonne marche des machines, à faire usage du type de machine le plus perfectionné (machine à balancier à deux cylindres, à condensation elà vitesse moyenne), des considérations du même ordre conduiront à prendre, pour les générateurs correspondants, l'une des dispositions ci-dessus indiquées, dont la première est celle qui prévaut en France.

Dès que la question d'emplacement et de poids est posée d'une manière sérieuse, il faut arriver à multiplier la surface de chauffe et Ion est conduit au système tubulaire.

On applique ce système d'une manière devenue très-pratique et Irès-satisfaisante, dans les chaudières des locomotives. Cette forme permet d'accumuler, sous un volume et un poids donnés, beaucoup plus de surface de chauffe qu'aucune variété des deux types précédents.

La chaudière de locomotive semble avoir pris une forme définitive, qui permet de concentrer sous un poids limité, susceptible d'être réparti sur un petit nombre de points d'appui, toute la surface de chauffe dont on a besoin dans la plupart des cas (100 mètres carrés et jusqu'à 150 et même 200 mètres), et qui s'allie d'ailleurs très-bien au triple rôle qu'une locomotive doit remplir comme générateur, comme appareil récepteur et comme véhicule.

Telle qu'elle est, elle ne semble plus appelée qu'à recevoir des perfectionnements de détail, ayant pour objet, par exemple, soit de marcher à de plus hautes pressions en augmentant les épaisseurs, soit de diminuer le poids en les diminuant, au contraire, par remploi de matériaux de choix.

Le même système, raccourci seulement par la superposition du faisceau tubulaire au-dessus de la boite à feu et un peu modifié dans sa forme générale, est, quant à présent, la véritable chaudière à employer sur les bateaux à vapeur où une très-grande surface de chauffe est nécessaire, sans garantir cependant qu'on n'arrivera pas à pouvoir employer aussi un système de chaudière du quatrième type, dont Tirrégularitè individuelle serait couverte par l'emploi simultané d'un certain nombre d'appareils.

C'est encore le même système qui s'applique très-bien aux loco* mobiles, soit sous la forme qui convient aux locomotives, soit sous celle des générateurs ordinaires des bateaux, soit enfin en plaçant le faisceau tubulaire verticalement, pour réduire l'espace occupé en plan, qui peut convenir pour les locomobiles.

On peut d'ailleurs reconnaître qu'une locomotive même peut devenir une machine locomobile d'une puissance exceptionnelle. Il suffit de caler les roues libres de manière que les roues motrices ne

posent plus sur les rails, et l'essieu de ces roues devient équivalent à Tarbre du volant d'une machine de rotation ordinaire.

Les différentes variantes peuvent s'appliquer aux machines Cxes suivant les exigences d'emplacement qui se présentent dans chaque cas particulier; mais on ne les emploiera, comme nous Tarons dit, que lorsque cela deviendra tout à fait nécessaire, parce qu'il parait naturel de ne pas se donner sans nécessité les difficultés d'entretien que présentent les chaudières tubulaires, notamment lorsque Ton a des eaux très-incrustantes.

Si ces difficultés sont acceptables lorsque les appareils sont entre les mains d'hommes expérimentés, et que les moyens d'entretien ne font pas défaut, comme tel est le cas pour les locomotives et pour les grands appareils de navigation, il en est autrement pour un grand nombre d'appareils fonctionnant dans des établissements industriels, et pour la plupart des locomobiles qui se louent temporairement pour des travaux agricoles.

Il me parait qu'il convient, lorsqu'on emploie des chaudières tubulaires dans les cas ci-dessus, de se servir de chaudières à foyers amovibles, qui constituent une amélioration fort importante. A défaut de ces chaudières à foyers amovibles, qui prennent de la place pour la manœuvre du foyer, le système du quatrième type, et particulièrement la chaudière Field, qui n'est pas plus encombrante que la chaudière tubulaire verticale, me semblerait mériter la préférence.

Nous ajouterons que, de même que les deux premiers types de générateurs ont leur type correspondant dans les machines à vapeur à balancier et à petite ou moyenne vitesse, les générateurs des deux derniers types s'allient naturellement aux machines qui présentent les diverses combinaisons ayant pour but de réduire leur poids et leur volume.

On peut arriver, par cette association, à réduire^ dans une proportion extrêmement grande, l'emplacement occupé par une machine à vapeur et par son générateur. Ainsi on logera une machine à cylindre vertical à connexion directe et à grande vitesse, avec son générateur vertical (tubulaire ou du système Field) ^ dans le coin d'un atelier^ sur un espace de quelques mètres carrés, tandis qu'il

faut une salle spéciale pour une machine à balancier, et s'il s'agit d'une forte machine, une salle plus grande encore pour recevoir ses chaudières, si elles sont à carneaux.

Le système restreint sera certainement moins coûteux à établir; mais il ne présentera, au point de vue technique, aucun avantage appréciable, c'est-à-dire qu'on ne dépensera ni sensiblement moins de charbon pour produire un kilogramme de vapeur, ni moins de vapeur pour produire une force donnée. En même temps, on se placera dans des conditions moins favorables, au point de vue de la régularité et de la continuité de la marche quotidienne des appareils et à celui de la durée de leur service.

Il peut fort bien se faire, surtout lorsqu'il s'agit d'un établissement fonctionnant dans une ville, que l'emplacement fasse défaut, et que dès lors l'emploi des appareils à volume restreint soit etitièrement obligatoire.

Mais s'il n'en est rien, si la question du choix entre les deux systèmes peut se poser, cette question demande à être examinée trèssérieusement dans chaque cas particulier.

Il ne me paraît pas qu'elle comporte de réponse dans un sens constant ; il peut se faire, par exemple, que des motifs financiers, tels que la convenance, ou même la nécessité de réduire les frais de premier établissement, conduisent à l'emploi de ces appareils à volume restreint ; mais si le capital ne fait pas défaut, s'il s'agit de grands établissements dont il importe d'assurer la marche régulière, et dans lesquels un surcroît de dépense fuit pour les moteurs n'est qu'une fraction insignifiante de la dépense totale d'installation, il me parait que les grands appareils doivent être préférés sans hésitation.

C'est ainsi que l'entendent, dans les grands centres industriels, la plupart des industriels les plus éclairés, et ceux d'entre eux qui s'écartent de cette voie sans nécessité, et simplement parce qu'ils pensent suivre en cela les progrès de l'art, sont, à mon avis, dans une complète erreur.