LÉGENDES DES PLANCHES

Planche XXXV. - Fii^res 162 â 167.

FiG. 162, — N* 540. — Diagramme théorique donnant le travail que produit un Kilogramme de vapeur formé à six atmosphères de pression totale, et fonctionnant dans les conditions du cycle de Camot, c'est-à- dire produisant du travail moteur, d'abord par son admission à pleine pression, puis par sa détente jusqu'à la pression du condenseur, et ensuite donnant lieu à un travail résistant par la contre-pression du condenseur, puis par Ja compression finale qui ramène l'eau à Tétat liquide et à la température de la chaudière.

Sur la figure, les longueurs égales ka et B6 représentent, à une échelle arbitraire, la pression de 6 atmosphères, kR=ab représente, à une autre échelle également arbitraire, Texcès du volume d'un kilogramme de vapeur à 6 atmosphères sur le volume d'un poids égal d'eau à l'état liquide; Oa, 06 et Oc représentent le volume total de ce kilogramme d'eau, d'abord à l'état liquide, puis lorsqu'il est réduit à Tétat de vapeur à 6 atmosphères, et enfin lorsque cette même masse n'est plus qu'à

la pression du condenseur, et qu'elle s'esl partiellement liquéfiée pendant sa détente. Le point D est le point où commeace la période de compression finale.

Aux échelles adoptées pour les ordonnées et pour les abscisses de la figure, les air es AofrB, B6cC, CcdD et DdaA sont respectivement égales :

1*" Au travail moteur de l'admission à pleine pression (18946^",50);

2° Au travail moteur de la détente (59500'^,25) ;

5*^ Au travail résistant de la contre-pression (9286^'',23) ;

a* Au travail résistant de la compression finale (HO9*",50). Par suite le travail transmis à la machine est mesuré par l'aire de la courbe ABCDA (57831^^02).

La petite aire OA'Aa représente à la fois le travail résistant de l'alimentation, ou de l'introduclion de l'eau à l'état liquide dans la chaudière, et le travail moteur que cette introduction produit en faisant sortir de la chaudière un égal volume de vapeur. Cette petite aire est égale à 62 kilogrammètres.

FiG. 163. — N"" 552. — Tracé graphique ayant pour objet de montrer la convenance de ne pas pousser la détente jusqu'à la limite théorique marquée par la pression du condenseur, lorsque Ton veut, comme il est habituel, transmettre le maximum de travail utile, non à l organe récepteur lui-même, ou au piston, mais à un point donné des transmissions ou aui opérateurs.

Les ordonnées de la courbe MN étant le travail moteur total transmis au récepteur, pour diverses détentes définies par les volumes finaux Oa, 06', Oc, On', 06, etc., et celles de la courbe M'N' étant le travail résistant correspondant dû aux résistances passives de la machine, la détente la plus favorable est, non pas celle qui est définie par l'abscisse 06 qui correspond au maximum du travail moteur, mais bien celle plus faible qui correspond aux points B' et B'^ où les tangentes aux courbes NN et M'N' sont parallèles (voir le texte du n"" 55S).

Fi6. 164. — N"" 570. — Celte figure indique la position de la ligne droite mn des pressions effectives nulles^que tracerait la pointe du crayon d'un indicateur de Walt, si les deux faces du petit piston de Tinstrument étaient soumises à la même pression.

L'axe OX, placé au-dessous de mn^ à une distance égale à l'allongement ou au raccourcissement que prend le ressort du petit piston pour un écart de pression d'une atmosphère, est la ligne que tracerait le même crayon, si le vide parfait existait 80U8 ce petit piston.

FiG. 165. — N* suit. — Diagramme normal qu'on relèverait avec l'aide d'un indicateur de Watti dans une machine à vapeur à haute pression, détente et condensation, dont la distribulion serait parfaitement réglée. Les lignes mn et OX étant les mêmes que dans la figure précédente, on reconnaît, par des mesures directes, que la machine est supposée marcher à 5 atmosphères de pression totale et détendre au tiers de la course du piston.

FiG. 166 et 167. — N"" S7». — Ces deux figures représentent les déformations que présentent souvent les diagrammes relevés avec l'indicateur de Watt.

Dans la première de ces deux figures, les parties fortement ondulées que présente le diagramme en A et en C', c'est-à-dire aux points morts du piston moteur, lorsque la distribution venant à changer il se produit des variations brusques de pression, sont attribuables simplement à l'inertie du petit piston de rinstruroent, et il n'y a pas à en tenir compte dans la mesure de Taire figurative du travail.

Dans la figure 167, les coudes observés aux points A, B, C, C^ D se rapportent à la distribution même de la vapeur ; ils accusent des défectuosités auxquelles il importe de parer, soit une ma^ nœuvre tardive ou prématurée des appareils de distribution, soit une ouverture insufGsante des lumières, ou une fuite par les organes obturateurs de ces lumières, ou autour du piston^ etc., etc.

Les courbes ABCC'D à coudes arrondis, telles que celle de la

502 COURS DE MACmNES.

figure 167, sont inscrites dans le contour à angles vifs, analogue à celui de la figure 165, que Ion obtient quand la distribution a été rectifiée. La différence entre Taire du contour circonscrit et de la courbe inscrite est la mesure de la perte de travail que cause une distribution défectueuse. Cette différence peut devenir parfois fort importante, et il est très-utile d'avoir le moyen de la constater expérimentalement en relevant des diagrammes à l'aide de l'indicateur.

Planche XXXVI. - Wignrem 168 ik 171.

FiG. 168. — N"" 585. — Cette figure représente la disposition ordinaire du balancier et du parallélogramme articulé 6u parallélogramme de Watt, presque exclusivement employé pendant longtemps dans les machines à vapeur, pour transformer le mouvement rectili^ne alternatif du piston moteur et de sa tige en un mouvement circulaire alternatif de l'extrémité du balancier.

Dans le parallélogramme ABCD, les points A et B ont nécessairement un mouvement circulaire ; en s'imposant la condition que le point C, attache de la tige du piston, décrive une ligne droite, le mouvement du point D se trouve entièrement déterminé, et, inversement, si l'on oblige le point D à prendre ce mouvement, celui du point C se trouvera être rectiligne.

Pour conduire le point D, on assimile le lieu géométrique qu'il décrit à un arc de cercle, et on l'oblige à décrire effectivement cet arc de cercle, en le reliant à un bras de rappel, tou^ nant autour du centre de cet arc, dont on détermine graphiquement la position.

Le mouvement du point C étant assuré, on reconnaît que le point Cp intersection de la ligne OC avec le côté BD, décrit un lieu géométrique semblable et semblablement placé par rapport au point 0 ; le mouvement de C^ est donc sensiblemenl rectiligne si le mouvement de C satisfait à cette condition (Vpir pour plus de détails le texte du n"" 585).

Fi6* 169. — N** 586. — Cette âgure doit être rapprochée de la précédente. Les mêmes lettres désignent les mêmes objets sur les deux figures. Étant donné le balancier OÂ et le parallélogramme ABCD, et ayant déterminé le [centre 0' du bras de rappel (VD qui oblige le point D à décrire un arc de cercle autour du point Q\ ce qui détermine, comme on vient de le dire, le mouvement sensiblement rectiligne du point C, et par suite celui du point Cp la figure 169 montre comment on peut trouver, soit à droite, soit à gauche des points C et C^ d'autres points C, et C^, dont les lieux géométriques seront semblables à ceux des points G et C^ et semblablement placés par rapport au point 0.

Les quatre points C, C^ C,, C, se mouvront donc sensiblement suivant des lignes droites verticales dont les longueurs seront proportionnelles aux distances OA, OB, OB^ et OB,. Us pourront être guidés, soit indirectement par le bras de rappel O'D, soit directement par les bras de rappel 0/D^ et 0/D,. Par raison de siniilitude, les trois centres 0'^, 0' et (Y^ et les trois articulations Dp D et D, sont sur des lignes droites passant par le centre 0 du balancier, qui est le centre de similitude pour ces deux systèmes de points, comme pour le système des quatre points C» Cj, C, et Cj.

Fie. 170. — N** 687. — Cette figure comprend le système de la bielle et delà manivelle qui est attachée à Textrémité du balancier opposée à celle qui porte le parallélogramme articulé de la figure 168.

L'ensemble de ces deux figures représente le système cinématique à l'aide duquel.le mouvement rectiligne alternatif du piston peut être limité dans son amplitude pour les machines à mouvements alternatifs, ou transformé en un mouvement circulaire continu de Tarbre du volant pour les machines de rotation (Voir sur les diverses propriétés de ce système cinématique les n"* 587 à 591).

FiG, 171. — N"" 589. — Cette figure représente la disposition du parallélogramme de Walt, telle (|u'on l'applique souvent suf le^

504 COURS DE M ACHIMBS.

bateaux k vapeur, en vue de rendre le système moins encombrant pour un balancier d'une longueur donnée OA.

La figure 171 doit être rapprochée de la figure 169. Au parallélogramme ABCD, au centre d'oscillation 0' et au bras de rappel O'D, on a simplement substitué le parallélogramme AaD^B, le centre d'oscillation 0/ et le bra3 de rappel O'fi^. Le point C n'en est pas moins guidé de la même manière, et Tamplitude de son oscillation n'est pas changée.

Planohe XXXVU. -- Pi^vres 172 ê. 17» bis.

FiG. 172. — N"" 589. — Cette figure commence la série des douze planches, 37 à 48 inclusivement, consacrées à la représentation d'un certain nombre de types de machines à vapeur, non compris ceux qui se rapportent à Textraction et à l'épuisement des mines, dont il est spécialement traité dans le cours d'exploitation.

La figure 172 représente la machine à vapeur établie pour élever les eaux de la Seine dans le bassin de Saint-Ouen.

Cette machine, parfaitement construite suivant le type généralement adopté par Watt, est à balancier, avec parallélogramme articulé, à double effet ou de rotation, à basse pression et à condensation sans détente.

Le volant fait dix-huit tours par minute, ce qui donne au piston une vitesse moyenne de l'^.OS.

Elle a été livrée comme étant de la force de 40 chevaux, mais on en a obtenu 48 (en eau montée).

FiG. 172 frw. — N" 589. — Au^rc type de machine de rotation à balancier.

Cette machine diffère de la précédente par la manière dont sont établis le point fixe qui supporte le balancier et celui du bras de rappel du parallélogramme (Points 0 et CK de la figure 168, pi. 36).

Elle fonctionne li 4,5 atmosphères, avec détente variable et

condensation. Elle fait trente tours par minute, et est de la force de 20 chevaux.

La vitesse moyenne du piston est de 0'°.9.

En comparant les figures 172 et 172 bis^ qui sont à la même échelle, on reconnaît comment, dans le système de la seconde machine, l'emploi d'une plus haute pression et d'une vitesse de rotation plus grande permettra, avec un encombrement propor* iionnellement beaucoup moindre, d'obtenir une force donnëu' (Voir pour les deux machines ci-dessus l'ensemble des données numériques indiquées au tome H, pages 16 et 28 du Traité des moteurs à vapeur^ de M. Armengaud atné.)

Planche XXXVID. - F%arefi 178 A 174.

FiG. 175. — N* 6811. — Cette figure et la suivante, extraites de l'ouvrage de M. Ledieu (Traité élémentaire des appareils à vapeur de navigation) a pour objet principal d'indiquer la disposition renversée^ qu'on peut donner au système du balancier et du parallélogramme, lorsqu'on ne peut pas ou qu'on ne veut pas établir, pour porter le système, un point d'appui élevé.

On voit comment ce point d'appui est reporté au niveau des fondations de la machine, et comment l'arbre auquel il s'agit d'imprimer un mouvement de rotation continu (l'arbre des roues à paletfes), est zxx-dessus et non dM-^essous de la bielle qui le commande.

Le parallélogramme qui relie la tige du piston au balancier n'a plus l'aspect qu'on lui trouve dans les figures de la planche précédente. Il faut le rapprocher de la figure 171.

Dans l'un et dans l'autre, les lettres 0 A B^ C D^ a 0'^ représentent des points qui se correspondent. Les deux figures ne différent donc qu'en ce que le parallélogramme est tourné vers le bas dans la figure 172, et en sens contraire dans la figure 173. On voit ainsi comment la construction de ce dernier se rattache à la théorie du parallélogramme ordinaire.

On doit comprendre, en outre, que le balancier OA est double^

504 COURS DE MACHIMES.

bateaux k vapeur, en vue de rendre le système/ branl pour un balancier d'une longueur doni|^ '^

La figure 1 74 doit être rapprochée de la ^ ^ lélogramme ABCD, au centre d'oscillation/ f, % ^

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dites à connexion directe, qui seront indiquées plus loin.

Le balancier n'est plus qu'un simple appareil de guidage, et n'a plus la même importance que lorsqu'il fonctionne comme un appareil de transmission^ recevant à Tune de ses extrémités l'eiTort de la tige du piston, pour la transporter à son autre extrémité sur la bielle qui commande la manivelle de Tarbre des palettes.

'^Qn des deux figures 175 et 174 indique nettement ^ '^\ rôle qu'y jouent les balanciers.

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La machine diffère, en putre, dans les détails, par l'emploi d'un parallélogramme d'Olivier Evans, remplaçant la glissière, et par le mode d'emploi de la vapeur, qui agit ici à moyenne pression, détente et condensation.

Elle est environ de la force de 8 chevaux, lorsqu'elle marche à grande détente (|), et à la vitesse de 30 tours de l'arbre du volant par minute.

FiG. 175 ter. — N*» 59». — Cette figure diffère des deux précédentes par la position du cylindre dont Taxe est ici horizontal. Celte disposition offre l'inconvénient (théorique plutôt que pratique) de l'ovalisation du cylindre par suite d'usures inégales, et celui d'un plus grand espace occupé en plan. Par

506 COURS DE MAGHBŒS.

OU plutôt qu'il est composé de deux flasques entre lesquelles se trouve le cylindre à vapeur, et qui se confondent en projection verticale ; chacune des flasques porte un parallélogramme, et les deux côtés, projetés en AC, sont reliés en C par une pièce en T dont le milieu porte la tige du piston. En A' une pièce semblable porte la bielle A'M, qui va s'attacher en M sur un coude de Tarbre des roues, dont le centre est en X. Il est bon de remarquer, sur la figure 173, le système très-solide d'entretoisement qui relie au cylindre les colonnes et Tentablement portant l'arbre des roues.

La machine représentée est de la force de 80 chevaux, c'està-dire qu'elle formait Tun des deux éléments identiques d'une machine à cylindres conjugués, dite de 160 chevaux, type adopté en France pour les premiers grands bateaux à vapeur marins qui y aient été établis.

L'arbre des roues marchait à 22 tours.

Les deux pistons avaient l'',25 de diamètre et 1°',40 de course, soit une vitesse d'un mètre par seconde. On marchait à basse pression (moins d'une atmosphère et demie), en détendant aux l de la course, et à condensation. (Voir le traité précité qui présente sur les machines dont il s'agit, un très*grand nombre de données numériques.)

FiG, 174. — N"" 589. — Cette machine diffère de la précédente par le groupement de ses diverses parties, et spécialement par cette circonstance que le parallélogramme et la bielle sont à la même extrémité du balancier. Il en résulte que la puissance et la résistance sont en relation immédiate, comme dans les machines dites à connexion directe, qui seront indiquées plus loin.

Le balancier n'est plus qu'un simple appareil de guidage, et n'a plus la même importance que lorsqu'il fonctionne comme un appareil de transmission, recevant à l'une de ses extrémités l'effort de la tige du piston, pour la transporter à son autre extrémité sur la bielle qui commande la manivelle de l'arbre des palettes.

L'inspecUon des deux figures 173 et 174 indique nettement la différence du rôle qu'y jouent les balanciers.

Planche XXXIX. - Fii^ures 175 A 175 ter.

Fi6. 175. — N' 59». — Cette figure et les suivantes, jusqu'à celles de la planche XUI inclusivement, représentent une série de types de machines rentrant dans la catégorie des machines à connexion directe, caractérisées par la suppression du balancier des machines antérieurement décrites.

La machine de la figure 175 est une machine dont le cylindre est placé verticalement; elle présente la disposition dite en clocheTj caractérisée par la superposition directe de toutes les pièces depuis le cylindre à vapeur jusqu'à l'arbre du volant. Cette disposition ménage l'espace occupé en plan par la machine. La machine représentée est de la force de 4 chevaux, lorsque l'arbre du volant fait 40 tours par minute.

Fio. 175 bis. -— N*" 592. — La disposition générale de cette machine ne diffère de la précédente que par la forme du bâtis portant Tarbre du volant. Cette disposition est connue sous le nom de machine à colonne.

La machine diffère, en putre, dans les détails, par l'emploi d'un parallélogramme d'Olivier Evans, remplaçant la glissière, et par le mode d'emploi de la vapeur, qui agit ici à moyenne pression, détente et condensation.

Elle est environ de la force de 8 chevaux, lorsqu'elle marche à grande détente (|), et à la vitesse de 30 tours de Tarbre du volant par minute.

FiG. 175 ter. — N^ 59». — Cette figure diffère des deux précédentes par la position du cylindre dont Taxe est ici horizontal. Cette disposition offre l'inconvénient (théorique plutôt que pratique) de l'ovalisation du cylindre par suite d'usures inégales, et celui d'un plus grand espace occupé en plan. Par

contre, la machine est installée plus solidement, et plus accessible dans toutes ses parties au niécanicien chargé de la soigner pendant la marche.

Planche XE*. — Fîgwire t^B.

FiG. 176. — N"" 502. — La figure représente une machine du type dit à pilon, qui n'est autre chose que la machine en docher, renversée bout pour bout. -Cette disposition convient, lorsque Tarbre principal doit être à un niveau donné, qu'on n'a pas la hauteur nécessaire pour établir le cylindre moteur en dessous de ce niveau, et qu'on ne veut pas, pour ménager Tespace en plan, rétablir horizontalement. Tel est précisément le cas dans les paquebots à hélice du commerce.

La machine représentée est à deux cylindres conjugués pour éviter les points morts (voir n'' 596). Elle est installée sur le paquebot transatlantique le Péreire. Elle est de la force de prés de 1,100 chevaux. Chaque cylindre a 2'',13 de diamètre et 1",22 de course. L'arbre de l'hélice fait 53 tours par minute. La surface totale de chauffe est de 1,400 mètres, et la surface du condenseur fermé de 1,100 mètres. (Voir, pour plus de détails, le Portefeuille d'Oppermann, livraison de juillet 1870.)

Planche XLI. - FlirnrM t'?'? A 178 bte.

FiG. 177. — N* 5»2. — Cette figure représente une machine verticale à connexion directe, qui diffère du type en docher et du type à colonne de la planche XXXIX, par l'emploi de bielles pendantes qui sont liées aux extrémités d'un T fixé à la tige du piston. Ces bielles en retour permettent de placer l'arbre du volant au niveau du sol, ce qui réduit la hauteur verticale, occupée par la machine, et permet d'établir cet arbre, plus facilement et avec de moindres frais, dans des conditions convenables de solidité.

La machine représentée est de la force d'environ 15 chevaux à la vitesse de 50 tours.

FiG. 178. — N"" 591S. — Cette figure représente la combinaison cinématique, à l'aide de laquelle on parvient à appliquer aux machines à connexion directe, comme aux machines à balancier, le mécanisme du parallélogramme de Watt. (Voir le texte du n" 592, pages 102 et 103.)

FiG. 178 bis. — N"" 59». — Exemple d'une machine à connexion directe à laquelle on a appliqué, pour guider la tige du piston, la combinaison géométrique de la figure précédente.

Les deux colonnes qui supportent l'entablement sur lequel repose l'arbre du volant, fournissent très-simplement les points d'attache des deux liens OB et O'D réunis par le levier BD, dont le milieu C reçoit la tête de la bielle et Textrémité de la tige du piston.

Cette disposition peut être considérée comme très-satisfaisante.

Planche XLII. ^ FifforM 179 A 181.

FiG. 179. — N* 598. — Cette figure et les deux autres de la même planche, représentent des combinaisons cinématiques principalement appliquées aux machines des navires, qui ont des sujétions très-particulières, tant au point de vue de la forme, de la grandeur et de la position de remplacement qui peut leur être réservé, qu'à celui de la position qu'il faut donner à l'arbre principal (arbre des roues à palettes, ou de l'hélice).

La figure 179 représente une machine horizontale à connexion directe, dite à bielle en retour et à deux tiges.

Cette machine qui est, à la vitesse de 50 tours, de la force de 1000 chevaux (pour les deux cylindres conjugués dont se compose le système complet), est appropriée :

1"" par sa disposition horizontale, à l'usage d'un bâtiment de

guerre, parce qu'elle est tout entière au-dessous de la ligne de flottaison, à l'abri des projectiles ennemis;

V par remploi des deux tiges et de la bielle en retour, ainsi que par la disposition du condenseur et de ses accessoires, i être placée transversalement, en obtenant une convenable répartition de charge et en reportant Tarbre principal dans l'axe longitudinal du navire, comme il convient pour mener une hélice.

Fis. 180. — N* 5113. — La machine représentée par cette iSgure a les mêmes propriétés que la précédente, de réaliser une convenable répartition des charges et de placer Tarbre de Thélice dans Taxe longitudinal du bateau. Ce type de machine est connu sous le nom de machine à fourreau.

Ce type n'est pas sans inconvénient sous le rapport des condensations que produit la tige creuse du piston à Tintérieur du cylindre.

La machine représentée est de la force de 800 chevaux i la vitesse de 40 tours (Voir pour cette machine et pour celle que représente la figure 179, les renseignements numériques nombreux consignés dans l'ouvrage précité de H. Ledieu).

FiG. 181. — N** 594. — Celle figure, qui est à la même échelle que les deux précédentes , représente une machine dite o^cUiante, dans laquelle la tige du piston fait en même temps fonction de bielle et s'attelle directement par son extrémité au manneton de la manivelle.

Cette disposition réduit à son minimum la dimension longitudinale de la machine. Elle s'applique particulièrement aux bateaux à roues, à faible tirant d'eau, dans lesquels il convient, pour ménager l'espace, de mettre les machines au-dessous de l'arbre principal, en même temps que le faible creux du bateau obligé de restreindre la hauteur de ces machines.

Le machine représentée a une force de 100 chevaux à la vitesse de 30 tours, et avec deux cylindres conjugués à angle droit (voir le texte du n"" 594).

PlAnche XliUI. — F^npes 18» et 188.

FiG. 182 et 185. — N^^SOS. — Les deux machines de la planche 43 représentent deux types de machines dites locomoHles, dont le caractère est de ne point demander d'installation spéciale pour fonctionner en un point donné, et de pouvoir être ainsi transportées facilement d'un lieu dans un autre, pour y être employées temporairement à un service industriel quelconque. (Voir le texte du n"" 595 qui énumère les conditions d'établissement auxquelles ces machines doivent satisfaire, et les diverses destinations qu'elles peuvent recevoir.)

Planche XL.rV. — Fi^ureii 184 à 186.

FiG. 184 à 185 bis. — N* 596. — Les quatre figures porlanl les numéros 184, 184 bis^ 185 et 185 bù, sont des diagrammes indiquant les dispositions diverses que peut recevoir une machine à deux cylindres égaux.

Dans les figures 184 et 184 6i8, les deux pistons ont des mouvements de même sens ou de sens contraire, mais toujours concordants^ c'est-à-dire qu'ils arrivent en même temps à leurs points morts.

Les deux cylindres agissent donc exactement, au point de vue de l'action de la vapeur, comme un cylindre unique de volume double.

Les dispositions indiquées ont pour but essentiel de ramener dans l'axe transversal de la machine, l'arbre principal. La seconde est d'ailleurs préférable à la première, au point de vue de l'influence des forces d'inertie qui s'équilibrent sur les deux moitiés symétriques de la machine, et au point de vue des frottements de l'arbre principal qui ne se trouve soumis qu'à l'action d'un couple.

Dans les figures 185 et 185 fris, les deux pistons ont des mou-

512 COURS DE NAGUIMES.

vements croisés^ c'est-à-dire que lun d'eux est à peu près à son point mort lorsque Tautre est au milieu de sa course. Ce système, qui constitue à proprement parler le système des cylindres conjugués, régularise le mouvement de Tarbre du volant, supprime reflet des points morts et facilite par là beaucoup les manœuvres de changement de marche.

Les deux pistons peuvent avoir leurs axes parallèles et leurs manivelles à angle droit (fig. 185), ou bien leurs axes à angle droit et leurs manivelles réduites à une seule ou placées à i80* l'une de l'autre {fig. lihbis).

FiG. i86. — N^ 596. — La figure 186 représente une machine établie conformément au diagramme représenté par la figure précédente.

Il en résulte un groupement de le machine qui, sans avoir plus qu'aucune autre disposition cinématique, un avantage quelconque au point de vue de l'action de la vapeur, s'approprie trè^-convenablement à certaines sujétions locales.

Ainsi la machine, dans sa position droite, occupe moins de hauteur qu'une machine verticale, et moins d'espace en plan qu'une machine horizontale. Dans la position renversée que représente la figure 186, elle utilise très*bien la forme triangulaire que présente, au voisinage de la poupe, la section transversale d'un bateau. La machine peut donc être reléguée vers la poupe, et les parties les plus larges du bateau, aux environs du maitre-couple, réservées à la cargaison.

On parvient ainsi à augmenter le tonnage utile d'un navire qui a un déplacement donné.

La machine représentée, destinée à un bateau porteur circulant sur les rivières et les canaux, a une force de 55 chevaux à la vitesse de 55 tours par minute. Elle est à moyenne pression, délente et condensation.

Planobe XLV. — Fi^^we 187.

FiG. 187. — N'^eof . — La machinereprèsentée,figurel87, esta deux cylindres, comme celles delà planche précédente ; mais ces deux cylindres sont inégaux, et jouent un rôle tout à fait différent des premiers. Ils servent à produire la détente par suite de l'inégalité de leurs volumes. La même quantité de^ vapeur agit successivement dans le petit et dans le grand. Us ont d'ailleurs leurs mouvements concordants.

Le système représenté eât , à proprement parler , la machine de Woolf ou d'Edwards, caractérisée à la fois par Temploi du balancier et par celui de 2 cylindres inégaux.

On doit regarder ce système comme très-satisfaisant, au point de vue cinématique, par suite de l'emploi du mécanisme de Walt (Voir n'' ^91), et au point de vue mécanique^ grâce à l'emploi de la détente à l'aide de cylindres inégaux (Voir le texte du n'' 60t).

La machine représentée figure 187 est de la force de 70 chevaux, à la vitesse de 22 tours par minute.

Elle marche à moyenne pression (2,5 atmosphères) avec une détente au dixième environ et à condensation.

Ce sont d'excellenles conditions pour obtenir une marche trèsrégulière et très-satisfaisante.

Ce type est assez usité dans les grandes filatures de coton de Normandie, d'Alsace, etc.

En comparant la figure 187 aux figures des planches 37 et suivantes, et en ayant égard, à la fois, aux échelles de chacune de ces figures et aux forces des machines qu'elles représentent, on peut se faire une idée aussi précise que le sujet le comporte, de rimportance relative que prennent ces appareils, selon leur constitution géométrique, le mode d'emploi de la vapeur, et leur vitesse de rotation plus ou moins grande.

M4 GODRS DE MAGHIRES.

Planche XLYI. - Fignrem 187 bis et 188.

Fio. 187 bis. — N** 60f . — Celte figure représente, comme la précédente, une machine de Woolf.

Ces deux figures 187 et 187 6t« correspondent, parleur disposition générale, aux figures 172 et 172 bis de la planche 37. Elles en diffèrent en ce qu'elles ont deux cylindres au lieu d'un seul.

Elles diffèrent d'ailleurs l'une de l'autre, moins par la disposition générale que par certains détails dans l'agencement des pièces et des supports, qui sont en rapport avec leurs forces respectives. Tandis que la première a 70 chevaux de force, la seconde n'en a que 20.

On remarquera sur cette dernière les deux volants reliés l'un à l'autre par une roue d'angle. Il faut se représenter que le volant de gauche correspond à une deuxième machine semblable à la première et non figurée sur le dessin. L'ensemble des deux machines constitue une force de 40 chevaux, et l'on obtient la même régularité de marche qu'avec une machine à cylindres conjugués, en ayant soin de donner aux deux pignons calés sur les arbres des volants et engrenant avec la roue d'angle intermédiaire, la même circonférence primitive, et de placer les deux manivelles à angle droit ; il est, clair qu*elles conserveront cette position relative à tous les instants de leurs courses.

FiG. 188. — N* 601. — Diagramme destiné à faire comprendre le mode d'action de la vapeur dans les machines de Woolf.

Les flèches de la figure indiquent le sens du mouvement de la vapeur pendant la course ascendante des pistons.

La vapeur de la chaudière ^rme à pleine pression sur le petit piston. La cylindrée précédente, qui élait, en fin de course, sous le même piston, se rend sur le grand en se détendant

La cylindrée de vapeur détendue qui était sous le grand, se rend au condenseur.

APPBRDIGE. 515

Les mouvements inverses auraient lieu pendant la course ascendante, c'est-à-dire que la vapeur à pleine pression arriverait sous le petit piston, la vapeur, placée entre le dessus du petit et le [dessous du grand, se détendrait^ et la vapeur déjà détendue, placée au-dessus du grand piston, se rendrait au condenseur.

Planclie XL VII. - Vlgarem 189 et 189 hîm.

FiG. 189 et 189 bis. — N** 606. — Ces deux figures donnent des exemples de machines qui se rapportent au type ordinaire de la machine de Woolf en ce que la détente a lieu dans deux cylindres inégaux, et qui diffèrent de ce même type en ce qu'elles sont, non à balancier, mais à connexion directe.

Elles difTèrent, en outre, Tune de l'autre, en ce que Tnne est horizontale et l'autre verticale.

La première est de la force de 16 chevaux, à la vitesse de 40 tours et avec une détente du quart.

La seconde est de la force de 32 chevaux, à la vitesse de 37 tours.

Elles ont pour trait commun que les deux pistons, tout en ayant des mouvements concordants comme dans les machines à balancier, les ontdesenscontraires ; de sorte que le petit cylindre et le cylindre de détente sont mis enfin de course, ou aux points morts, en communication par les extrémités qui sont en regard Tune de Tautre.

Cette disposition suppose que les deux manivelles sont à ISO"* Vune de Vautre.

'Toutefois, dans la seconde machine, on s'est écarté un peu de celte situation, en réduisant Tangle des deux manivelles à 160"* environ, ou en donnant à la manivelle du grand piston, relativement à celle du petit, une avance angulaire de 20\

Cette disposition est, sauf le degré d'avance, analogue à celle qui est indiquée dans le texte au n"" 609.

Son objet est d'éviter l'effet des points morts^ qui existent avec

516 COURS DK MACHINES.

la machine de Woolf tout aussi bien qu'avec la machine à un seul cylindre, lorsque les deux pistons arrivent tout à fait simultanément à la fin de leurs courses respectives.

Planche XLVni. - Fii^iires 190 et 181.

Fie. 190. — N® 606. — Cette figure représente une disposiliou qu'on peut donner aux machines de Woolf, soit à simple, soit à double effet. Elle consiste à superposer les deux cylindres, en leur donnant même course et une tige commune ; ce système, déjà indiqué pour les machines à simple effet (Cours d*exploitation, n'usai), peut s'appliquer également aux machines à double effet. La figure se rapporte à une machine de bateau, établie suivant le système dit à pilon. C'est une machine de 400 chevaux d'un paquebot de la Compagnie de navigation péninsulaire et orientale. Elle marche à basse pression, détente et condensation.

FiG. 191. —N"" 608. —Cette machine est analogue à la précédente, en ce qu'elle est également à pilon et à détente avec 2 cylindres.

Elle en diffère par la position relative des deux cylindres qui sont juxtaposés, et plus encore par la marche de leurs pistons, qui, au lieu d'avoir des mouvements concordants, ont des mouvements croisés.

Le système se rapporte essentiellement aux machines à cylindres combinés (compound engines), qui ont, à la fois, les propriétés des machines ordinaires de Woolf au point de vue de la délente, et celles des machines à cylindres conjugués, au point de vue de la régularité des mouvements et de la fatilité des manœuvres (voir le texte du n** 608).

La machine représentée est de la force de 1 ,600 chevaux lorsqu'elle marche à grande détente, avec la pression initiale de 4 atmosphères, et à la vitesse de 30 tours. Cette machine est intéressante comme donnant le type des transformations que subissent depuis quelques années les appareils des grandes

compagnies de navigation à vapeur, qui changent leurs machines à basse pression, faible détente et condensation, en machines à haute pression, large détente, condensation et emploi des cylindres combinés; transformation rendue possible par l'emploi des condenseurs fermés, et dont les résultats économiques sont de la plus haute importance (voir le texte pcLssim),

Planche XLIS:. — Fîgwœem ±9Z ê. eOO.

FiG. 192 et 193. — N® 61 0. — Ces deux figures donnent les types : la première d'une soupape, la seconde d'un tiroir , qui sont les deux organes généralement employés pour effectuer la distribution^ c'est-à-dire pour ouvrir ou pour fermer un passage â la vapeur, soit de la chaudière au cylindre, soit du cylindre à réchappement.

FiG. 194 à 194'\ — N° 6f O. — Exemple des dispositions spéciales qui peuvent être prises, lorsque l'on veut que les soupapes, malgré les grandes dimensions qu'il convient de leur donner pour éviter les étirages de vapeur, puissent être soulevées sans difficulté.

La figure 194 représente la soupape dite du Comouailles, ou de Homblower. La figure 194 bis représente la soupape dite américaine^ qui est, comme la précédente, à double siège. Pour les deux autres figures, voir le texte du n"" 61 0.

FiG. 195. — N** 611. — Celte figure indique une disposition de tiroir équilibré^ dont l'objet est de réduire la pression totale de la vapeur sur le dos d'un tiroir donné. Cette disposition est, powr les tiroirs, l'équivalent de ce que sont celles des figures précédentes pour les soupapes.

FiG. 196. — N'' 611. — Diagramme indiquant la disposition qui peut être prise, lorsqu'on veut qu'un tiroir ouvre très-brusque-

SIS COURS DE lACHINBS.

mentt par un mouvement très-peu étendu, un orifice ayant une grande section.

Fio. 197. — N"" 611. — Diagramme indiquant une disposition inyerse de la précédente, lorsque Ton veut, au contraire, ouvrir très-graduellement un orifice (voir le texte du n"" 611).

Fi6. 198. — M"" BIZ. — Diagramme du mécanisme ordinairement employé dans une machine à vapeur de rotation, pour faire mouvoir, à Taide d^un excentrique fixé sur l'arbre du volant, une bielle à Textrémitë de laquelle on veut imprimer, soit un mouvement rectiligne alternatif, soit, comme la figure le suppose, un mouvement circulaire alternatif qui se communique au bouton b d'un levier mobile autour d'un point fixe A, et de là à l'articulation b' qui commande une tringle quelconque T.

Fi6. 199. — N** 613. — Diagramme représentant un excentrique à ondesy à l'aide duquel on peut transformer le mouvement cir* culaire continu et uniforme de cet excentrique calé sur l'arbre du volant ou sur un arbre auxiliaire quelconque, en un mouvement circulaire alternatif varié suivant une loi quelconque d'un levier mobile autour d'un point fixe A, commandant, comme dans la figure précédente, une tringle T à l'aide de l'articulation V. On obtient ainsi, mais avec plus de généralité, le même résultat que donne l'excentrique circulaire de la figure précédente.

FiG. 200. — N^ 613. — Exemple de l'emploi du régulateur de Watt (régulateur à boules ou à force cdntrifuge), pour faire mouvoir une pièce qui n'est autre chose que Texcentrique à ondes de la figure précédente, mais avec cette différence qu'au lieu d'être calée sur son arbre, elle peut glisser sans tourner le long de cet arbre. Cette pièce, qui est alors oblongue, prend le nom de manchon à bosse. Sa section horizontale varie de forme selon le point où elle est faite, et il en résulte que, suivant la position qu'elle prend sous l'action des boules, la loi du

mouvement qu'elle imprime à un levier mobile dans un plan horizontal fixe se trouve modifiée. Ce levier étant supposé mouvoir une soupape à Taide d'un système quelconque d'articulations, on voit comment cette soupape restera ouverte pendant une portion plus ou moins grande d'un tour de Tarbre portant le manchon, selon la position des boules du régulateur.

Ce système, qui s'applique également aux tiroirs, est un des moyens de produire une détente variable dans une machine de rotation.

Plamehe L. — Fi^^nreB ZOl â S04.

FiG. 201 . — N"" 614. — Cette figure a pour objet de montrer comment une distribution par tiroir peut être commandée, aussi bien par la tige de la pompe à air, ou par une poutrelle spéciale de distribution, que par un excentrique.

La queue sur laquelle agissent en fin de course les tasseaux t et ^, peut être mue, au besoin, par la manette m, lorsqu'on veut effectuer un changement de marche.

Cette queue, au droit de la poutrelle, est inclinée comme rindique la figure, afin que les tasseaux n'agissent pas trop brusquement sur elle.

FiG. 202. — N"^ 614. — Cette figure montre comment la poutrelle de distribution de la figure précédente peut agir sur un levier manœuvrant une soupape. On a supposé qu'il s'agissait d'une soupape qui devait être manœuvrée en pleine œurscy et non à la fin de la course du piston. C'est pour cela qu'on a donné à la queue la forme indiquée sur la figure ; ce qui permet au tasseau de la poutrelle de continuer à descendre après que la manœuvre de la soupape est terminée.

FiG. 203. — N"" 614. — Diagramme servant à indiquer les dispositions qui peuvent être prises pour satisfaire à la condition d'imprimer aux soupapes un mouvement rapide d'ou-

520 COURS DE MAGHraES.

verture ou de fermeture, tout en évitant les chocs et les arrêts trop brusques. L'artiGce employé consiste à disposer les articulations de manière que les mouvements des soupapes et des contre-poids se ralentissent à la fin de la course, suivant la même loi que ceux d'un piston commandant un arbre, tournant par le mécanisme d'une bielle et d'une manivelle.

FiG. 204. — N^ 615. — Appareil connu sous le nom de cataracte, appliqué aux grandes machines à mouvements alternatifs qui sont ordinairement, mais non nécessairement à simple eflel, et dans lesquelles on a l'habitude, soit pour régler la vilessc selon les besoins du service, soit pour donner aux vibrations le temps de s'éteindre, de marquer un temps d'arrêt complet de la machine entre deux coups de piston consécutifs.

Il est alors nécessaire qu'en dehors de cette machine il existe un appareil qui se meuve pendant ce temps d'arrêt, afin de préparer la distribution pour le coup de piston suivant. C'est en agissant sur cet appareil qu'on règle la durée des temps d'arrêt (Voir au texte du n"" 6S4 la description de cet appareil).

A, queue d'un levier sur lequel agit un tasseau de la poutrelle de distribution pour remonter la cataracte :

B, contre-poids qui la fait redescendre;

C, petite soupape que Ton étrangle plus ou moins pour régler ce mouvement de descente ;

D et D', tringles qui remontent lentement pendant que le contre-poids redescend, et qui portent des tasseaux, dont on peut varier la position, venant, au moment opportun, agir sur les leviers tels que d de la figure 203, pour déclancher les soupapes et mettre en action leurs contre-poids respectifs tels que 6.

Planche LI. — Flipoires 1^06 â e08.

Fjg. 205. — N^ 617. — Type d'une petite machine dite machine alimentaircy ou petit cheval^ spécialement destinée à l'alimentation des chaudières.

APPraOICB. 5S1

Un tel appareil peut servir pour un nombre quelconque de grandes machines desservies par un même groupe de chaudières. Chacune d'elles se trouve par là simplifiée, et, en outre, Talimentation peut se faire sans avoir besoin de mettre aucune d'elles en marche. Cotte disposition sera commode, par exemple, sur un bateau à vapeur, pour tenir les chaudières alimentées pendant les stationnements du bateau (Voir le texte du n^ 617).

FiG. 206. — N* 6»0. — Disposition générale d'un condenseur ordinaire, ou à injection, et de ses accessoires. La figure représente le type adopté généralement par Watt, type auquel il a pu être apporté des modifications pour satisfaire à des convenances locales, mais non des perfectionnements. On dislingue, sur la figurot les différents organes énumérés dans le texte, savoir :

En A, la pompe à eau froide, ou pompe de puits ;

En B, B, la bâche qui reçoit cette eau ;

En C, le condenseur proprement dit ;

En D, la pompe à air, et en d le clapet, dit sifflet, s'ouvrant deCen D;

En E, la bâche à eau chaude ;

En F, la pompe à eau chaude ou pompe alimentaire.

FiG. 207 et 207 bù. — N"* eiZZ. — Exemples de condenseurs fermés ou à surface, dits aussi condenseurs de Hall.

Us diffèrent l'un de Tautre en ce que les tuyaux dans lesquels circule la vapeur sont placés verticalement dans le premier et horizontalement dans le second.

(Voir sur les avantages propres aux condenseurs fermés le texte du nveee.)

FiG. 208. — N* 61^8. — Condenseur Letoret, qui se distingue du condenseur de Watt et de celui de Hall par l'absence de la pompe à air.

Il ne semble guère approprié aux machines à mouvement continu ; il s'applique bien aux machines à cataractes, sous la condition expresse que la vapeur, à la fin de la période de dé-

tente, ou lorsque l'échappement va commencer, se trouve eacore à une pression totale supérieure à la pression atmosphérique ; ce qui exclut, du moins dans les conditions où on l'a employé jusqu'ici, l'emploi des très-longues détentes (Voir à ce sujet le texte du n'^e^^).

Plimche LU. -^ FIcupm e09 â Jet4.

FiG. 209 et 210. — N"* Bits. — Appareils régulateurs connus sous le nom de régulateurs à boule, ou régulateurs à force centrifuge, employés dans le plus grand nombre des machines de rotation. Ces appareils agissent ordinairement sur le papillon, ou soupape à gorge, sorte de disque circulaire mobile autour d'un diamètre, placé en un point du tuyau de vapeur. Le disque ferme complètement ce tuyau lorsqu'il est [placé perpendiculairement à son axe ; il le laisse complètement ouvert lorsqu'il est tourné de manière que son plan passe par l'axe du tuyau. . Sa position, pour la vitesse normale de la machine, est d'être plus d'à moitié fermé, et les boules agissent de manière à le fermer davantage ou, au contraire, à l'ouvrir, à mesure qu'elles s'écartent ou qu'elles se rapprochent, c'est-à-dire selon que la machine s'emporte ou se ralentit. Le déplacement des boules est dû au mouvement de rotation de l'axe qui les porte ; elles s'écartent de cet axe sous Faction de la force centrifuge, qui est d'autant plus énergique que la vitesse de rotation est plus grande. Leur position d'équilibre a lieu quand toutes les forces extérieures qui leur sont appliquées, y compris leur force d'inertie, sont réductibles à une ou à deux forces qui passent par l'axe. Dans la figure 209, qui représente le pendule ordinaire à deux boules mobile autour d'un axe vertical, il faut tenir compte du poids des boules ainsi que de leurs masses^ auxquelles la force d'inertie centrifuge est proportionnelle ; dans le système de la figure 210, les poids s'équilibrent sur l'axe ; on n'a à tenir compte que des masses, et l'axe peut avoir une inclinaisoo quelconque. C'est la disposition qu'il convient de donner aux

APPBNDIGB. 5ÎS

régulateurs des machines de bateau, afin que le jeu des appareils ne soit pas contrarié par les inclinaisons diverses que peuvent prendre ces machines (Voir le texte du n"" Bits et celui du

Fio. 211 à 212. — N** 688. — Ces deux figures se rapportent à Tai^pareil de changement de marche, connu sous le nom de Vexceu" trique à tocs.

Sur la figure 211, 0 est le centre de Tarbre principal, sur lequel peut tourner à frottement doux l'exeenfriquc A; m est un toc fixé invariablement à Tarbre ; n, un toc fixé invariablement sur Texcentrique. Quand ces deux tocs s'appuient l'un contre Tautreenb, Texcentrique est fixe sur l'arbre, pour le mouvement de rotation dans le sens de la flèche. Lorsque la rotation vient à se faire en sens contraire, les deux extrémités b des deux tocs se séparent, et Texcentrique redevient fou jusqu'à ce que les deux extrémités a soient en prise à leur tour; l'excentrique est de nouveau fixe sur l'arbre.

Il est clair que si les deux tocs occupent ensemble un espace angulaire co, les deux positions fixes de lexcentrique sont separées par un espace angulaire de 360* — eu.

Si l'on veut que ces deux positions correspondent, l'une à la marche en avant, l'autre à la marche en arrière, avec une même avance angulaire a, il faut poser 360* — u) = 180*— 2a (voir n" 687), et par suite u) = 180** -^ 2 a.

La figure 212 donne un exemple des dispositions que l'on peut prendre pour déclancher le bouton du levier qui est commandé par l'extrémité de la bielle d'excentrique, et qui commande à son lour le tiroir, par un renvoi de mouvement quelconque, non représenté sur la figure. Lorsque l'on veut faire une manœuvre de changement de marche, on déclanche le bouton b en soulevant le cliquet t; le levier Cb devenu libre, on change la distribution à l'aide de la manette M qui fait tourner le même axe C que le bouton 6, et Ton conduit le tiroir à la main.

Après quelques tours de Tarbre de la machine effectués h contre-vapeur, celle-ci s'arrête et repart en sens contraire. On

abandonne la manette, on dégage le cliquet, qui retombe, et le bouton b s'enclanche de lui-même sur l'encoche de la bielle, laquelle est conduite par Texcentrique placé dans la position qui convient au nouveau sens du mouvement (voir n'' 688).

FiG. 213. — N® 689 . — Changement de marche dite à enfourchement, ou à pieds de biche. Ce système comporte deux excentriques qui sont casés invariablement l'un pour la marche en avant, l'autre pour la marche en arrière, et le changement de marche s*eflec(ue en mettant tantôt l'un, tantôt l'autre en relation avec le bouton qui commande le tiroir. Un levier qui est à la main du mécanicien, sert à lever et à abaisser les deux bielles d'excentrique, ce qui lui permet de faire conduire le bouton soit par Tune, soit par l'autre de ces deux bielles. Les deux branches de chaque fourche servent à guider le bouton et à l'enclancher régulièrement sur une des bielles, en quelque point de sa course que l'autre Tait abandonné. Le point mort de l'appareil correspond à une position intermédiaire du levier de changement de marche, pour laquelle l'une des fourches a déjà abandonné et l'autre n'a pas encore saisi le bouton commandant le tiroir.

Contrairement au système de l'excentrique à tocs, celui des pieds de biche peut fonctionner à grande vitesse, parce que l'on n'a pas à conduire le tiroir à la main.

Néanmoins ce fonctionnement n'a pas lieu sans à-coups.

Fi6. 214. — N° 640. — Changement de marche à coulisse. — Cet appareil, connu sous le nom de coulisse de Stéphenson, est, comme le précédent, à deux excentriques, et manœuvré de la même manière par le levier dit de changement de marche. Les bielles de ces excentriques sont reliées par une coulisse dans laquelle est engagé un coulisseau lié à la tète de la tige du tiroir. Suivant qu'on abaisse ou qu'on relève la coulisse, le coulisseau est en relation avec l'extrémité de Vune ou de rautre des bielles, et par conséquent le tiroir, commandé principalement par cette bielle, est réglé soit pour la marche en avant, soil pour la marche en arrière. Lorsque le coulisseau est au

milieu de la coulisse, les deux bielles tendent à lui imprimer des mouvements de sens contraires et h peu près égaux. 11 est donc à peu près immobile, ou du moins son petit mouvement oscillatoire n'est pas assez étendu pour que les lumières se découvrent, à cause des recouvrements que le tiroir présente. Il n'y a donc point admission. Ainsi quand le levier de manœuvre est dans sa position moyenne Tadmission ne se fait pas ; quand il est dans ses positions extrêmes la course du tiroir est complète. On comprend que dans des positions intermédiaires la course soit plus ou moins réduite; d'où résulte un certain degré variable de délente.

L'appareil est donc un appareil de délente variable en même temps qu'un appareil de changement de marche, et il jouit de cette double propriété à l'exclusion de l'excentrique à tocs et des pieds de biche. 11 a de plus le très-grand avantage que la manœuvre du changement de marche se fait avec des organes qui glissent sans chocs les uns sur les autres, ce qui permet de les faire fonctionner aux plus grandes vitesses, sans qu'il en résulte de détériorations pour la machine.

En somme, la coulisse doit èlre regardée comme un mécanisme des plus remarquables, indispensable pour les machines à grande vitesse comme les locomotives, el généralement employé^ ù cause de ses nombreux avantages, même dans les machines à renversement se mouvant à moyenne ou à petite vitesse (voir le texte des n'* 640 et 641 et 667 à 670).

Planche liUI. - Flcorea JM5 â 1t\9.

FiG. 215. — N* 642. — Changement de marche à vis de M. Marié. Ce système, employé principalement au chemin de fer de Lyon, y remplace avec avantage le système ordinaire du levier mu directement à la main. U agit plus énergiquement que ce dernier, et à peu près aussi instantanément, parce qu'il dispense de la double manœuvre de la fermeture d'abord, puis de la réouverture du régulateur, qui doivent précéder et suivre Uî manœuvre

5îa COURS DE MACHINES.

du levier à la main. En outre, le mouvement de la vis sans fin, actionnée par le petit volant deTappareil, n'étant pas réciproque^ on évite sûrement les mouvements brusques que prend quelquefois le levier, si le verrou en est mal enclanché, mouvements qui peuvent blesser le mécanicien.

FiG. 216 et 217 A à 217 D. — N* 646. — Ces deux figures représentent une machine rotative du système Behrens; machine importée d'Amérique où l'emploi en a pris, paralt-il, une certaine extension.

Elle est indiquée, à titre d'exemple, entre les dispositions assez nombreuses qui ont été successivement proposées pour résoudre le problème des machines rotatives, mais dont aucune jusqu'ici n'est devenue d'un usage courant. Tel est du moins le résultat constaté en Europe. Ces machines semblent obtenir plus de faveur en Amérique. On en a fait notamment avec des appareils de changement de marche, qui servent dans les mines pour des services d'extraction peu importants. L'arbre du moteur est en même temps celui des bobines ou tambours, et l'ensemble de l'appareil est ainsi réduit à son maximum de simplicité.

La figure 21 7 A indiquant par des flèches le sens de la rotation et celui du mouvement de la vapeur, on comprend, à l'inspection des trois figures suivantes B, C, D, comment s'opèrelemouvement de rotation des deux arbres 0 et (y, en sens constant pour chacun d'eux. Une cinquième, figure reproduirait la première, et ainsi de suite (voir le n"^ 646 pour l'appréciation des avantages que l'on peut rechercher dans l'emploi des machines de rotation).

Fto. 218 et 219. — N"* 651 et 653. — Ces deux diagrammes doivent être rapprochés de celui de la figure 162 (PI. 35). Ce dernier est, comme nous l'avons vu, le diagramme théorique donnant le travail d'un kilogramme de vapeur formée à 6 atmosphères et employée avec délente complète et conden^^ sation dans les conditions du cycle de Camot

La figure 218 est le diagramme théorique d'une machine à air Éanê Régénérateur, qui, en fonctionnant dans les limites de 10*" à29j'' (voirn® 648) et h une pression maxima de 14 atmo-

sphères, doit consommer Ténorme volume d'air de 2^'^,6Z6 pour arriver à produire la même quantité de travail que le kilogramme de vapeur ci-dessus, soit 57,831 kilogrammètres.

La figure 219 correspond à la même quantité de travail produite dans une machine à air fonctionnant avec un régénérateur; ce qui donne la facilité d'employer une haute température^ sans avoir besoin d'employer la très-haute pression qui serait nécessaire pour obtenir, conformément aux conditions du cycle de Carnot, cette même température par le seul fait de la compression finale. La figure 219 correspond à un volume d'air froid de 2'',028 employé à la température de 410'' et sous la pression initiale de 7 atmosphères.

Ces divers nombres, rapprochés de ceux qui correspondent à la figure 218, font ressortir les avantages, ou, plus exactement, la nécessité des régénérateurs".

Il est entendu, d'après ce qui précède, que les aires des trois diagrammes des figures 162, 218 et 219 sont égales. Mais les courbes qui les circonscrivent, sont essentiellement différentes, et la discussion de leurs formes respectives conduirait aux mêmes conclusions que celles qui sont développées dans le texte auquel nous renvoyons.

Planche LIT. — Fi|nipes SSO â Sj£8«

FiG. 220. — N* 659. — Tracé figuratif d'un tiroir normal avec sa table ou glace, ses lumières, sa boite et le tuyau d'admission débouchant dans cette boite. Le tiroir est représenté au milieu de sa course^ ou lorsque le piston à vapeur est à son point-mort. Il est au milieu de sa course dans un sens y lorsque le piston va commencer la sienne dans lé même sens; ce qui revient à dire que si la commande du tiroir est directe^ la poulie d'excentrique est Câléé à 90* en avant dé la manivelle, dans lé sens du mou^ vement.

Fio. 221. — N" 660. — Construction géométrique servatlt k détef-

588 GODRS DE MACHINES.

miner la relation qui existe, à un instant quelconque, entre les positions correspondantes du piston et du tiroir (Voir le texte du n"" 659).

FiG. 222. — N"" 659. — Les positions A, B, C, D, E, sont cellfô qu'occupent successivement le tiroir pendant une double excursion du piston, ou un tour entier de l'arbre du volant.

11 est entendu que celte figure est, comme la précédente, un tracé théorique fait dans T hypothèse de bielles infmies , c'est-àdire en négligeant les petits écarts qui peuvent résulter, soit pour le piston, soit pour le tiroir, de l'obliquité variable de leurs bielles respectives. En pratique, on tient compte habituellement de ces écarts, en construisant des épures à une grande échelle. On peut d'ailleurs en tenir compte également par le calcul (voir n"" 666 et suivants).

FiG. 223. — M"" 660. — Cette figure, analogue à la figure 221 , est relative au tiroir avec avance et recouvrement ^ qui diffère du tiroir normal, d'abord par la largeur de ses rebords (Voir figure 224), puis par cette circonstance que son excentrique est calé, non pas à 90"* en avant de la manivelle comme dans la figure 220, mais à 90"" + a, a étant ce qu'on appelle l'avance angulaire. Il en résulte que lorsque le piston est à son point mort, l'excentrique a décrit Tangle 90'' + a depuis le sien, ou bien que le tiroir a dépassé sa position moyenne d'une certaine quantité linéaire correspondante. Cette quantité doit être précisément égale au recouvrement, ou à l'excès de la largeur du rebord du tiroir sur la largeur de la lumière, si Ton veut que l'admission soit sur le point de commencer (voir le texte du n"" 660).

FiG. 224. — N* 660. — Tracé figuratif du tiroir avec avunce et recouvrement; il est représenté au milieu de sa course, comme celui de la figure 220 ; mais il y a cette différence que cette position ne correspond pas ici au point mort du piston. Celui-ci est au-delà du milieu de sa course, mais il lui reste à parcourir

un espace qui correspond à un déplacement linéaire du tiroir égal au recouvrement*

FiG. 225. — N* eeo. — Tracé de la courbe elliptique dite ellipse de Fauveau, qui représente la loi des positions relatives dupistoo et du tiroir.

L'abscisse d'un point quelconque est l'espace parcouru par le piston depuis son point mort, et l'ordonnée de ce même point est l'espace correspondant parcouru par le tiroir, également depuis son propre point mort.

Lespoinfs (1), (2), (3), (4), (5), (6), sont les positions particulières considérées dans la discussion développée au n° 660.

FiG. 226. — N^ 660. — Les six diagrammes 1 à 6 de cette figure correspondent aux points de même numéro de la figure 225. Us représentent des positions successives du tiroir, depuis l'instant où le piston esta son point mort sur la gauche, jusqu'à l'instant où, étant arrivé à son point mort sur la droite, il va commencer sa course rétrogade.

FiG. 227 et 228. — N« 663. — Ces deux figures représentent, au milieu de leur course, deux tiroirs auxquels on aurait donné soit un recouvrement, soit un découvert intérieur, c'est-à-dire dont le creux serait un peu plus grand ou un peu plus petit que la distance entre les bords internes des lumières (voir le texte du n' 663).

Planche LT. — Fi^upes ^^9 à. JS34.

, 229. — N"" 664. — Épure de M. MoU, figurant les mouvements correspondants du piston et du tiroir, par deux sinusoïdes construites en prenant pour abscisses les angles décrits par le volant à partir d'un point mort du piston, et pour ordonnés les espaces x ou y parcourus par le piston et par le tiroir. L'origine étant au point 0 de la figure, il suffit de l'aire glisser la courbe W 34

du tiroir parallèlement à elle-même le long de la ligne des abscisses, pour étudier les effets des diverses avances angulaires qu'on pourra donner au tiroir.

Fio. 230. — K" 665. — Tracé géométrique servant à indiquer le principe du diagramme circulaire de M. Zeuner.

Dans cette figure, le diamètre OA est pris égal à Texcentricité, et la longueur j/= OB est égale àOASiiiô=OASinBOX. Si donc, on prend BOX = a -f- 3, on en tire y = c Sin (a -h g), et la quantité OB est précisément l'espace dont le tiroir a déjà dépassé sa position moyenne pour un angle 3 quelconque, décrit par l'arbre du volant à partir de la position qui correspond au point mort du piston.

Fio« 23t. -«N''e66. ~ Diagramme circulaire de M. Zeuner. Prenant COX = a et BOC ss ^, l'angle BOX devient égal à a + 3, et la longueur OB est précisément la même que sur la figure précédente.

On voit qu'on étudiera les conditions de la distribution pour une valeur quelconque de l'avance angulaire a, en faisant sim* plement varier la position de la ligne OC à partir de laquelle se comptent les angles p. C'est, sous une forme plus commode pour les applications, une propriété analogue à celle que présente le déplacement ci-dessus indiqué de la sinusoïde (figure 229).

FiG. 232. — N** 665. — Complément du diagramme circulaire de Zeuner, servant à déterminer la vitesse du tiroir. Tandis que le diamètre OA est égal à l'excentricité «, on construit sur la ligne OX un cercle de diamètre OA'=^(i). En même temps que l'on a

t^ =0B = 0A sinBAO= OA sin BOX = e sin f« -f p)

im a également

OB'=OA'co8B03L = e»cos(«-f.p),

el à cause de la relation f^s=iat ^=<*^» ^^ ^^ déduit

Ainsi OB' représente la vitesse au liroir, lorsqu'il a la position définie par la longueur OB.

FiG. 233. — N* 666. — Cette figure sert à rétablissement de la formule, plus complexe que les précédentes, par laquelle on détermine la position du tiroir en tenant compte de l'obliquité variable de la bielle. Cette formule nouvelle est celle trouvée précédemment, sauf un terme de correction, qui est périodique, mais qui reste toujours très-petit quel que soit p, si Texcentri-

* cité est petite relativement à la longueur de la bielle d'excentrique. (Voir le texte du n^ 666.)

FiG. 254. — N** 668 et suivants. — Figure théorique servant à Tétude de la coulisse de Stephensan, considérée à la fois comme appareil de changement de marche et comme appareil de détente variable.

Dans cette figure, qui est à rapprocher de la figure 21 4, l'arbre moteur est projeté en 0, et la circonférence OA' est celle que décrit le centre de Texcentrique; les longueurs BC=B'C'==6 re* présentent les axes des deux bielles; Tare CC' = 2o figure la coulisse; le point m est la position actuelle du coulisseau qui commande le tiroir; Om est la distance de ce coulisseau au centre de l'arbre, et le coulisseau est supposé dans une position quelconque, sur la coulisse, aux distances c — 14 et (; + u de ses deux extrémités. (Voir pour le développement des calculs les n^* 668 à 670.)

Planche JLVI. - Fi^ares «3^ 4 tH9.

Fio. 235. — N^ 67». — Les figures 235 (1), (2), (3) (4)... (7), (8j donnent les positions successives qu'occupe la tuile de détente,

employée, dans le système de Saulnier, à obturer et à démasquer, à des moments donnés, Touverture ménagée dans un diaphragme qui divise en 2 parties la hoite d'admission. La manivelle ou rcxcentrique qui commande cette tuile doit faire un tour entier pendant une oscillation simple du piston; de manière que la tuile occupant la position A /f^. (1), au commencement d'une excursion, arrive à la position A' (fig. 7) à la fin de la même excursion. Cela exige que l'arbre qui commande celte tuile ait une vitesse angulaire double de celle de l'arbre du volant.

L'admission correspond à l'espace angulaire a\ b^ a^ de la figure (8) et la délente à l'espace a^ c^ a\. (Voir le texte du n' 672.)

Fio. 256 et 237. — N" 673. — Ces deux figures sont relatives à la détente zi au changement de marche de Gonzenbach. Le système est analogue à celui de Saulnier, en ce sens qu'on a, dans l'un comme dans l'autre, un diaphragme fixe présentant un orifice que l'on ouvre ou que Ton ferme pour permettre l'admission ou pour produire la détente; mais avec cette différence que la tuile de détente est elle-même percée d'un autre orifice, pour admettre la vapeur par son milieu, au lieu de Tadmeltre par son bord, comme en A de la figure 235. (Il y a, en réalité, deux orifices, soit dans le diaphragme, soit dans la tuile; mais ils fonctionnent comme un seul, sauf qu*ils ouvrent plus rapidement l'admission, suivant l'artifice indiqué ligure 196.) Le changement de marche est fait par un tiroir normal et par une coulisse ordinaire, et le mouvement du tiroir de délente est conduit par Texcentrique de la marche en arrière à l'aide du bouton b. La variation de détente est produite en changeant la position du bouton b\ lié au tiroir de détente, dans une seconde coulisse mobile autour du point 0, et conduite par la bielle qui pari du point b. Lorsque le point b' est rapproché de 0, ce tiroir esl immoliile et la détente ne se fait pas. Lorsqu'il est, au contraire, à l'autre extrémité de la coulisse, vers C, la détente est au maximum.

n est facile de voir que cette détente ne convient que pour la marche en avant. On doit la supprimer pour marcher en arrière; ce qui, du reste, n*a pas un grand inconvénient, du moins dans une locomotive. (Voir, pour plus de détails, le n"* 673.)

FiG. 238, 239 et 239 bis. — N* 674. — Tiroir et détente de Meycr. Ce système, dit à tiroirs superposés^ se compose d'un premier tiroir qui a la propriété du tiroir normal ordinaire, et qui en diffère seulement en ce que l'admission se fait à travers la pièce même, et non par ses bords externes. Ces lumières du tiroir peuvent être obturées par le tiroir de détente qui esX dilatable à volonté; c'est-à-dire qu'il est formé de deux plaques fermant plus ou moins promptement ces lumières, selon qu'on les éloigne Tune de Tauire ou qu'on les rapproche, à Taide de la tige munie de deux pas devis de sens contraire, représentée dans les figures 239 et 239 bis.

Avec des plaques très-rapprochées, la détente peut être nulle; avec des plaques suffisamment éloignées, cVst l'admission qui peut l'être. On conçoit donc que l'on puisse obtenir avec ce système tous les degrés possibles de détente. (Voir, pour plus de détails, le texte du n*" 674.)

Ce système de détente, qui se combine avec l'emploi de la coulisse dans la machine à changement de marche, doit être considéré comme très-satisfaisant.

Planche JLim. -- Vigurem e40 à, ^46.

FiG. 240. — N** 675. — Détente Farcot. Ce système se rapproche de celui de Meyer par l'emploi d'un tiroir normal, percé de lumières pour l'admission, et il en diffère en ce que les plaques de détente, au lieu d'être mues par un excentrique spécial, sont indépendantes Tune de l'autre, et entraînées simplement par leur adhérence contre le tiroir de dislrii)ution.

Tant qu'elles participent à son mouvement, elles sont sans effet, et si nous prenons le système à un moment donné, l'ud-

mission se fait à travers les lumières du tiroir et celles de Tune des deux plaques, qui sont alors en correspondance les unes avec les autres. Au centre et en arrière du tiroir se trouve une came contre laquelle cette plaque vient buter. Elle est aussitôt arrêtée, tandis que le tiroir continue sa course. Bientôt la correspondance des lumières de la plaque et du tiroir n'a plus lieu, et la détente commence. La course du piston s'achève ainsi. Lorsque - la course rétrograde du piston commence, la seconde plaque agit à son tour, et un peu avant la fin de la course du tiroir, c'est-à^ire vers le milieu de la course du piston, un heurtoir, dont la première plaque est munie, vient buter contre la paroi de la boite du tiroir et remet cette plaque en position pour le coup de piston suivant.

On fait varier la détente en tournant la came centrale sur son axe, de manière à augmenter sa longueur dans le sens du mouvement de va-et-vient du tiroir. L*arrèt de la plaque se fait ainsi plus ou moins tôt. Mais comme il faut qu'il se produise toujours avant la fin de la course du tiroir, c'est-à-dire avant le milieu de la course du piston (puisqu'il s'agit d'un tiroir normal dont l'excentrique est calé à W sur la manivelle), on voit que la détente commence toujours avant le milieu de la course du piston ; ce qu'on exprime en disant que Ton peut avoir un degré quelconque de détente marqué par une fraction plus petite que \.

Ce système convient aux machines dans lesquelles on veut marcher à grande détente, et qui ne donnent pas un grand nombre de coups de piston par minute. Les très-grandes vitesses de rotation ne lui conviendraient pas, parce qu'il est assez complexe, et qu'il comporte l'emploi de pièces isolées qui fonction? nent par arrêts brusques. Sous ce rapport, il semble d'une ap* plication moins générale que le système Meyer (voir le texte du n' 676).

Fio. 241. — N* 677. — Diagramme donnant un exemple de distribution par tiroir avec changement de marche, pour une machine oscillante.

Celte figure indique l'artifice i l'aide duquel l'excenlrique,

OU plus généralement l'un des excentriques, soit celui de la marche en avant, soit celui de la marche en arrière, conduit la tige du tiroir, en même temps que ce tiroir suit le mouvement d'oscillation du cylindre auquel rexirémité de la bieile d'excentrique ne partii'ipe pas. A cet effet, le mouvement rectiligne de va-«t-vient que donne la bielle se transmet sans altération à une coulisse, dans laquelle peut glisser un coulisseau lié directement, ou par une articulation quelconque, à la tige du tiroir. Pour que le tiroir ne fût pas déplacé relativement au cylindre, par suite du glissement du coulisseau dans la coulisse, il faudrait que celle-ci fût tracée suivant un arc de cercle ayant son centre sur Taxe d'oscillation du cylindre; mais comme cela n'est pas rigoureusement possible, puisque la coulisse s'approche ou s'éloigne de cet axe dans son mouvement rectiligne alternatif, il faut que ces variations de distance soient, pour ainsi dire, négligeables devant la distance moyenne, ou bien que cefte coulisse soit tracée avec un assez grand rayon et placée assez loin de Taxe (voir le texte du n* 677).

Fio. 242. ~ N* 678. ~ Diagramme donnant la coupe d'un tiroir double approprié à la distribution d'une machine de Woolf.

Ce tiroir se compose de deux coquilles concentriques, et glisse sur une glace à cinq lumières. Les deux lumières extrêmes sont en relation avec le petit cylindre, les deux lumières voisines avec le grand, et celle du milieu avec l'échappement. Cette figure n'est donnée qu'à titre d'exemple, pour montrer comment, avec un seul tiroir, on peut arriver à faire la distribution dans les deux cylindres de la machine de Woolf. Mais d'une , manière générale, on doit se représenter que l'emploi de deux cylindres ne crée pas de nouvelle question de dislriliution à résoudre. Une distribution quelconque peut, en effet, être appliquée séparément à chacun d'eux, avec celte simple obsorvation que la vapeur admise dans le petit cylindre viendra de la chaudière, tandis que la vapeur admise dans le grand viendra du petit, soit directement s'il s'agit d'une machine de Woolf ordinaire, ou à cylindres accouplés, soit en passant par un réser-

voir intermédiaire d'une capacité suffisante, s'il s'agit d'une machine à cylindres combinés.

FiG. 243 et 243 bis. — N° 679. — Ces figures donnent les deux positions successives que peut prendre un tiroir qui, au lieu d'être mû d'un mouvement continu par un excentrique, est mû brusquement à la fin de la course par les tasseaux d'une poutrelle de distribution, ou par un mécanisme quelconque produisant un effet semblable.

La première position est prise pour la course de droite à gauche, et la seconde pour la course en sens inverse.

FiG. 244 (1) à 244 (5). — N" 679. — La figure précédente s'applique au cas où l'on veut marcher sans détente. Les figures 244 (1) à 244 (5) sont relatives au cas où Ton voudrait, en employant le même système des mouvements brusques, marcher avec une détente quelconque.

On augmentera le creux du tiroir, qui devra être alors égal, non plus comme dans le liroir ordinaire, à la distance entre les bords internes des deux lumières de la table du tiroir, mais à la distance entre le bord interne de l'une et le bord externe de l'autre.

Les figures (1) à (5) indiquent les différentes phases d'une course double du piston.

En (1) le piston va commencer sa course de gauche à droite.

En (2) la détente a lieu sur la face de gauche, et l'échappement continue sur la face de droite.

En (3) la course directe est achevée, et le piston va commencer sa course de droite à gauche.

En (4) la détente commence.

En (5) le piston va de nouveau commencer à se mouvoir de gauche à droite.

Une première particularité à remarquer, dans le système cidessus, c'est qu'il arrive un instant où, par suite du découvert intérieur du tiroir, les deux faces du piston sont en relation

directe Tune avec l'autre ; mais c'est l'instant où le piston est au point mort, et il n'en résulte aucun inconvénient.

On remarquera aussi que les mouvements successifs du tiroir n'ont pas une égale amplitude.

Cette amplitude est alternativement, double de la largeur des lumières, et simplement égale à cette largeur. Le premier ras a lieu de la figure (1) à la figure (2) et de la figure (3) à la figure (4). Le deuxième cas, de la figure (2) à laiigure (3) et de la figure (4) à la figure (5). Cette succession de mouvements à imprimer au tiroir pour une double excursion du piston sera facilement produite, soit à l'aide d'un excentrique à ondes convenablement profile, calé sur l'arbre du volant, et agissant sur la queue d'un levier suivant le mécanisme de la figure 199, soit, si Ton veut se réserver de faire varier la détente à la main ou par le régulateur, à l'aide du manchon à bosses de la figure 200.

On pourrait encore concevoir que le profil ondulé, au lieu d'être tracé sur une pièce animée du mouvement de rotation de l'arbre du volant, le fût sur une poutrelle de distribution animée d'un mouvement alternatif. Ce profil viendrait ainsi agir, aux moments voulus, sur des galets fixés à l'extrémité de leviers qui par un système quelconque d'articulation déplaceraient le tiroir, etc.

FiG. 245. — N^ 680. — Coupe du tiroir de Watt, dit tiroir en D. C'est sous cette forme que s'est d'abord produit le mécanisme aujourd'hui si universellement employé du tiroir.

Mais cette forme est aujourd'hui peu employée; l'appareil est en effet plus complexe que le tiroir ordinaire dit à coquille.'

Néanmoins, il a des propriétés intéressantes qui peuvent le faire appliquer, notamment pour les cylindres à grandes courses et à petits diamètres, parce qu'il diminue les espaces nuisibles qu'on obtiendrait avec un tiroir à coquille de longueur ordinaire, et qu'il n'a pas les frottements considérables qu'aurait ce même tiroir, si on lui donnait une grande longueur (Voir le texte du n"" 680).

558 COURS DE NAGHTNES.

Fie. 246. -^ N"" 680. — Artifice à l'aide duquel on peut coiiser?er l'emploi des tiroirs à coquilles de petite longueur avec des cylindres à grande course.

L'artifice consiste à avoir deux boites de distribution Tune vers chaque bout du cylindre, et dans chacune d'elles un tiroir et deux lumières seulement. Les deux tiroirs sont conduits par la même tige, et rendus ainsi parfaitement solidaires dans tous leurs mouvements.

Fi6. 247 et 247 bis. — N"" 68». — Diagramme donnant l'idée d'une distribution par soupapes dans une machine à double effet. Il existe, pour chaque extrémité du cylindre, une boite à soupape divisée par deux diaphragmes en trois compartiments ; celui du dessus communique avec la chaudière, celui du milieu avec le cylindre, celui du dessous avec l'échappement. Chacun des diaphragmes porte une soupape', et selon celle de res soupapes qui est ouverte, l'autre étant fermée, le cylindre est actuellement en communication, soit avec la chaudière, soit avec l'échappement.

La figure 247 indique comment les deux tiges des soupapes traversent le couvercle de la boite dans deux petits presseétoupes distincts.

La variante que représente la figure 247 bia est désignée sous le nom de soupapes à tigeê enfUéeê. Elle n*a sur le couvercle de la boite qu'un seul presse-étoupes qui sert pour la tige de la 'soupape supérieure. Cette tige est creuse, et laisse passer, à travers un autre petit presse-étoupes dont elle est munie, la tige de la soupape inférieure. Cette disposition demande que les deux soupapes soient exactement à Taplomb l'une de l'autre, ce qui permet de réduire les dimensions de la boite.

Fio. 248. — N* 68». — Cette figure diffère de la figure 247 en ce qu'elle s'applique à une machine à simple effet. Une telle ma-

chine n'a plus besoin que de trois soupapes de distributiont au lieu de quatre. ^ Ces trois soupapes servent à faire arriver la vapeur de la chaudière sur une des faces du piston, à faire évacuer au condenseur la vapeur qui est sur Taulre face, et enfin, pendant la course rétrograde du piston^ à mettre ces deux faces en communication (Voir, pour l'explication complète du jeu de ces trois soupapes, le texte du n^ 683).

FiG. 249. -^ N"" 686. ~ Diagramme donnant Tidée du mécanisme à Taide duquel on peut employer l'excentrique circulaire pour faire mouvoir une distribution par soupapes, aussi bien qu'une distribution par tiroir (Voir, pour les propriétés de ce méca-* nisme, le texte du n"" 085).

FiG. S50. -*- K^ 687. — Cette figure, toutes les suivantes de la môme planche et la figure 254 de la planche suivante, se rapportent aux appareils de condensation par injection, appareils qui sont assez complexes et assez encombrants, et dont, par cette raison, les constructeurs ont beaucoup essayé de varier les dispositions; mais ils n'ont modifié en rien les principes de l'appareil proposé par Walt, que nous avons représenté à la figure 206.

Le condenseur de la figure 250 est très-bien disposé pour favoriser l'action de l'eau d'injection sur la vapeur.

Fi6. 251. — N® 687. — Cette figure représente la disposition de condenseur généralement adoptée parun habile constructeur anglais, Maudslay . Elle rend l'appareil peut être un peu moins encombrant en plaçant la pompe à air au milieu du conducteur ; mais l'absence du sifllet à la partie inférieure de celte pompe, qui reste entièrement ouverte, n'est pas à recommander. Sans empêcher le jeu de cette pompe, elle a l'inconvénient d'augmenter inutilement les mouvements de la masse d'eau qui est dans le condenseur.

Fi«. 252* — N"" 687. — Cette figure représente une disposition

5 0 COURS DE HACHINES.

adoptée par M. Charbonnier, qui a le même avantage que la précédente, au point de vue de l'encombrement, et qui, en même temps, n'a pas l'inconvénient qui vient d'être indiqué. Le sifllet existe, en effet, au bas de la pompe à air. En outre, celle-ci est à double efîet ; l'aspiration de l'eau se fait par le dessous et celle de l'air par le dessus du piston.

Fi6. 253. — N* 687. — Exemple d'un type d'appareil de condensation présentant plusieurs dispositions intéressantes, notamment le moyen employé pour multiplier les points de contact de la vapeur à condenser et de l'eau d'injection, la position horizontale de la pompe à air et son mode d'action à double effet, et enfin l'artifice employé pour empêcher les rentrées d'air par la boite à étoupes de la tige de cette pompe (Voir la figure).

On doit particulièrement remarquer remploi de la pompe à air à double effet, qui met en concordance l'action de cette pompe et celle de la vapeur sur le piston de la machine, à chaque excursion simple de ce dernier. Il semble rationnel, en effet, d'établir cette concordance d'action à tous les coups de piston, afin d'obtenir, à chaque coup, le plus grand écart possible entre la pression de la vapeur sur le piston et la contrepression provenant du condenseur.

Planche LIX. — Fifforea S64 à. «SY.

FiG. 254. — N* 687. — Cette figure sert de complément aux figures 250 à 255 de la planche précédente. Elle donne un exemple de la manière dont peuvent se grouper autour d'une machine horizontale toutes les parties d'un appareil de condensation, et comment celle de ces parties qui sont mobiles peuvent être commandées.

Le condenseur représenté est analogue à celui de la figure 255, sauf que sa pompe à air est inclinée. Celle-ci est commandée par un levier brisé, ou varlet, dont l'un des bras est articulé à une bielle liée à la tige du piston à vapeur et l'autre

APPBNDIGE. 541

à une bielle liée à la tige de la pompe. Ces dispositions peuvent . d'ailleurs être variées de beaucoup de manières. Elles sont, en général, moins simples que celles des machines verticales à balancier, le balancier fournissant immédiatement autant de points d'attache que l'on veut, pour des tiges verticales devant recevoir un mouvement alternatif dans le sens de leur longueur.

FiG. 255. — N"" 698. — Cette figure, ainsi que les suivantes de la même planche, et toutes celles de la planche suivante, se ra[^ portent à l'intéressante question des régulateurs. La figure dont il s'agit ici est un simple tracé géométrique, servant à établir la théorie du pendule ordinaire de Watt, déjà décrit au n» 6S8, dont Taxede rotation est vertical, et dans lequel l'équilibre s'établit entre le poids des boules et leur force centrifuge. La condition de cet équilibre se trouve simplement, en posant que la résultante des actions de la pesanteur et de la force centrifuge passe par le point fixe, autour duquel chaque boule est assujettie à tourner.

FiG. 256. — N** 693. — Cette figure complète la précédente, en faisant voir comment l'écartement plus ou moins grand des boules du régulateur, produit par des variations dans la vitesse angulaire de ces boules, peut amener le déplacement longitudi^ nal d'une certaine chape 0', liée au système des boules par le losange OCO'D articulé à ses quatre sommets (Voir la figure et le texte du n^ 693).

FiG. 257. — N* 695. — Ensemble et détails d'une disposition trèabien étudiée et très- satisfaisante, à l'aide de laquelle M. Farcot applique le régulateur à force centrifuge à son système de délente variable, représenté par la figure 240.

Le degré de détente, entre les limites propres à ce système, varie en faisant tourner la came centrale dans un sens ou dans un autre; ce qui lui permet d'arrêter plus ou moins promptement les plaques de détente (Voir la légende de la fig. 240).

54i COURS DE MACHINES.

Entre certaines limites de vitesse, qu*on ne veut pas dépasser, celte came reste immobile et indépendante des petites oscillations du pendule ; mais quand ces limites sont atteintes, dans un sens ou dans un autre, et que les boules du régulateur tendent encore à dépasser leurs positions d'équilibre con*espondantes, les déplacements de la chape liée à ces boules prennent une amplitude telle que des cônes de friction qui participent à ces déplacements commencent à entrer en prise, soit avec Tun, soit avec l'autre de deux engrenages coniques fixés invariablement à Taxe du régulateur.

Ces cônes sont aussitôt entraînés, et mettent en mouvement, par un système plus ou moins complexe d'engrenages et de vis sans fin, Tarbre de la came centrale. L'arbre tourne d'ailleurs dans un sens ou dans un autre, selon le cône de friction qui vient d'embrayer, c'est-à-dire selon que cet embrayage est dû à une réduction ou à une augmentation de vitesse, demandant ou un accroissement ou une diminution de la période d*admission à pleine pression.

Ce système est un peu complexe, et a besoin d'être examiné de près pour être compris dans tous ses détails. Nous ne pouvons ici qu'en donner une idée générale, en renvoyant à Tinspec* tion des figures.

Planche LK« ^ Pli^nres S68 â 1U^&.

FiG. 258. — N° 606. — Cette figure sert à démontrer la propriété caractéristique du pendule dit parabolique , à savoir, qu'un point matériel pesant étant placé sur une courbe parabolique tournant autour de son axe supposé vertical, ce point ne peut être en équilibre que pour une vitesse de rotation déterminée, qui dépend de la forme de la parabole. Pour toute autre vitesse plus grande, le corps s'éloigne, et pour toute autre vitesse moindre, il se rapproche de l'axe de rotation.

Kiti. 259 et 26U. — N*' 696. — Exemple des dispositions qui peu-

vent ëb*6 prises pour réaliser matériellement un pendule parabolique.

Dans la figure 459, les boules sont assujetties à rester sur un arc matériel MN, dont le tracé doit satisfaire à la condition géométrique d'être une courbe ayant même développée que la parabole sur laquelle on veut que se trouvent les centres des boules.

Dans la figure 460, les boules doivent être supposées attachées aux points fixes 0 et (y par Tinlermédiaire de liens flexibles sur une certaine longueur, afin de pouvoir se plier sur les deux arcs MO et M(y, qui sont les deui branches de la développée de la parabole (Voir le teite du n* 606).

Fio. 261. — N* 69*7. — Pendule dit à bras croisés, proposé par M. Parcot. En rapprochant celte figure de la précédente, on reconnaît qu'avec ce système de l)ras croisés, l'attache des tiges de chacune des deux boules peut être prise sur un point de la développée. Si, en même temps, la position correspondante de la tige, pour la vitesse ordinaire de la machine, est tangente & cette développée, les boules, pour de petits écarts autour de cette position, décriront un petit arc de cercle osculateur à la parabole, et ayant, par suite, pour ces petits mouvements, les mêmes propriélés que si elles étaient effectivement sur la parabole même. On a ainsi, par un moyen plus pratique que ceux des figures 259 et 260, on appareil qui, pour de petits écarts, jouit sensiblement de la même propriété que le pendule théorique de la figure 258.

FiG. 262 et 263. — N** 6118 et «9». — La figure 262 représente un pendule à force centrifuge, dit sans pesanteur, ou, plus exactement, dans lequel la pesanteur n'a aucune action sur le déplacement des boules; de sorte que Taxe autour duquel tourne le pendule peut avoir une orientation quelconque. Cette disposition est applicable à toutes les machines fixes, et indispensable aux machines marines.

On réalise cette espèce d'indifférence à l'action de la pesan-

bU COURS DE MACHINES.

leur, en faisant en sorte que le centre de gravité de l'ensemble des corps soumis à raction de la force centrifuge soit toujours au même point de l'axe de rotation. C'est ce qui existe évidemment dans le cas de la figure, où, au lieu de n'avoir que deux boules, le régulateur en a quatre, placées deux à deux aux extrémités de leviers égaux, articulés en leur point milieu.

Ainsi équilibrées, ces quatre boules, pour la moindre vitesse de rotation, tendraient à s'écarter de plus en plus de Taxe, jusqu'à ce que leurs bras fussent, dans un même plan, perpendiculaires à cet axe et passant par leur point de suspension. Il faut donc contre-balancer cette tendance à l'aide de forces variables qui fassent équilibre à l'action de la force centrifuge, et soient réglées de manière que chaque position des boules corresponde à une valeur déterminée de la vitesse de rotation. On y parvient de deux manières : soit par des ressorts transversaux, tels que celui de la figure 262 bis, agissant sur les bras des boules pour les rapprocher de Taxe, soit par un ressort longitudinal agissant sur la chape pour la tenir éloignée du sommet de l'axe (fig. 263). (Voir, pour le calcul de ces ressorts, le texte des n**' 698 et 699.)

FiG. 264. — N* 700. — Autre pendule sans pesanteur et à bras croisés, dans lequel il n'y a que deux boules, A et A', qui se trouvent équilibrées par un contre-poids placé en Ofi^r ^ triangles OBO^ et 0'B'0\ étant supposés isocèles, il faut et il suffit, pour obtenir l'indiflérence à la pesanteur, que les trois points A, 0, B, d'une part, et A',0',B', d'autre part, soient en ligne droite, et que la somme des moments des boules A et A', par rapport à la ligne 0(y soit, pour une position déterminée da système, égale au moment du contre-poids Ôfi\ par rapport à la même ligne. Il est clair que si cette condition a lieu une fois, elle aura lieu toujours.

Fio. 265. — N** 700. — Les dispositions de la figure précédente sont complétées dans celle-ci :

1° En sousirayant à l'action de la pesanteur, non-seulement

les masses iormaût le pendule, mais encore le ressort même, qui est employé, comme celui dé la figure 265, à contre-balancer l'action de la force ceniriFuge; de manière que son effet ne varie pas, quelle que soit son inclinaison. Pour cela, on substitue, à un ressort unique, un ensemble de deux ressorts égaux réagissant l'un sur l'autre par l'intermédiaire d'un petit balancier ;

T En se réservant de faire varier en service, sans avoir à toucher à la machine, l'action de ces ressorts sur la chape, et, par suite, la vitesse normale à laquelle on veut marcher;

S"" Enfin, en eiA^loyant un artifice spécial qui empêche les boules de prendre, Tors des variations brusques de vitesse de la machine, les mouvements d'oscillation désordonnés auxquels elles seraient soumises si elles passaient d'une position d'équilibre à une autre en prenant des vitesses notables (Voir à ce sujet le texte du n" 700).

Planche LXI. - Fiffares 266 A S70.

Fie. 266. — N° 7618. — Ce diagramme figure la loi théorique suivant laquelle décroît la température des gaz d'un foyer, qui circulent dans un carneau où ils sont en contact avec une paroi de chaudière de largeur constante ayant partout le même degré de conductibililé pour la chaleur.

L'inspection de cette courbe montre que la puissance de vapo« risation de Tunité de surface de chauffe décroit rapidement à mesure que Ton s^avance dans le sens du courant gazeux, ou de A vers B ; d'où Ton conclut, entre autres conséquences, que l'on peut prolonger le carneau d'une certaine quantité au delà du point B, versB', ou se tenir un peu en deçà, en B", sans altérer sensiblement l'effet utile du combustible (Voir, pour les conséquences diverses que l'on peut tirer de l'équation de celle courbe, le texte du n* 761).

Fie. 267. — N*" 780. — Cette figure, les suivantes de la même planche et celles des planches suivantes jusqu'à la figure 291 de

Il 35

la planche 70, sont consacrées aux principaux systèmes de générateurs que l'on rencontre dans la pratique. La figure 267 représente, en coupes longitudinale et transversale, une chaudière de Watt, ou chaudière à tombeau*

Cette chaudière appartient au premier type caractérisé par un foyer et des cerneaux placés extérieurement. La forme concave donnée à la surface de chauffe, en dessous et sur les côtés du générateur, parait avoir eu pour but soit d'en augmenter rétendue pour une dimension donnée des carneaux, soit peutêtre de chercher par là à favoriser l'absorption de la chaleur.

Mais cette forme, sans intérêt réel pour les basses pressions, est entièrement inapplicable aux hautes, et elle est aujourd'hui à peu près complètement abandonnée.

FiG. 268. — N*" 780. — Coupes longitudinale et transversale d'une autre chaudière de Watt, qui se distingue de la précédente par l'existence d'un gros tube intérieur servant à ramener en avant les produits de la combustion, qui se répartissent ensuite entre les deux carneaux latéraux pour se rendre à la cheminée. Ce tube intérieur, par lequel cette chaudière se rattache aux générateurs du deuxième type, dont il sera question plus loin, a pour unique objet Taccroissemenl de la surface de chauffe d'une chaudière d'un volume donné. Celte disposition a été employée tout d'abord sur les bateaux à vapeur, dès qu'on a reconnu que la force dont leurs machines avaient besoin ne pouvait être obtenue avec des chaudières, ordinaires, sans être obligé de leur donner un volume excessif.

Fio. 269 et 269 bis. — N*^ 781. — Chaudière cylindrique simple, qui remplace aujourd'hui universellement la chaudière de Walt. La figure 269 présente des carneaux disposés comme ceux de la chaudière de Watt. Dans la figure 269 W« , les carneaux latéraux sont supprimés, et les produits de la combustion se rendenl directement de la grille à la cheminée. Cette disposition est favorable au tirage, et l'effet obtenu reste sensiblement le même,

si la surface de chauffe a, dans les deux cas, le même développement (Voir le texte du n° 781), Fi€. 270. — N° 78». — Plans et coupes d'une chaudière cylindrique verticale.

Celte disposition est employée principalement pour économiser l'espace en plan, lorsqu'il s'agit d'utiliser les flammes perdues d'un certain nombre de fours.

On utilise comme surface de chauffe toute la surface de la chaudière, tandis que la chaudière cylindrique horizontale n'en utilise que la moitié. C'est un avantage au point de vue de la dépense de premier élablissement ; mais cet avantage est compensé par divers inconvénients pour lesquels nous renvoyons au texte des n*^ 7812, 788 et 847. En résumé, nous ne pensons pas qu'il y ait lieu d'employer ces chaudières, autrement que dans le cas spécial indiqué ci-dessus.

Planche LXII. - Wig^arem 271 A S73«

Fio. 271 et 275. — N"784. — Exemples de dispositions diverses de chaudières cylindriques à bouilleurs.

Ce système est celui qui prévaut en France dans la plupart des établissements industriels. Sous le rapport de l'effet utile du combustible, il n'a pas, en principe, de supériorité sur la chaudière cylindrique simple de même surface de chauffe totale, et ce n'est pas là ce qu'on lui demande. Mais il a le très-grand avantage de donner une surface de chauffe étendue, avec des cylindres dont on n'a pas besoin d'exagérer les dimensions, et d'utiliser comme surface de chauffe une plus grande portion de la surface totale des appareils. 11 est donc, pour une puissance de vaporisation donnée, beaucoup moins encombrant, moins lourd et moins coûteux qu'une chaudière cylindrique simple.

La disposition la plus ordinaire est celle de la chaudière à deux bouilleurs placés sous la chaudière, avec le foyer en dessous de ces bouilleurs. Mais quelquefois on met trois bouilleursi;

5iK COURS DE MACHINES.

d'autres fois, au contraire, on n'en met qu'un (Voir les fig. 272). Le plus ordinairement, les bouilleurs sont chauffés avant le corps cylindrique. Quelquefois, et non sans motifs qui semblent assez plausibles, on prend la disposition inverse (fig. 273).

Pour toutes ces variantes, qui au fond n'ont point entre elles de différences radicales et essentielles, nous renvoyons au texte des n" 784 et 785.

Plaache LXIII. - Fii^ures 274 A «77.

Fig. 274. — N*" 785. — Chaudières cylindriques à bouilleurs réchauffeurs. Ces bouilleurs, dont le nombre peut varier de un à quatre, se distinguent nettement des bouilleurs ordinaires par l'objet qu'ils ont en vue. C'est, comme leur nom l'indique, de chauffer Teau d'alimentation avant son introduction dans le corps principal de la chaudière. Ce chauffage a lieu progressivement et méthodiquement, l'eau circulant dans les bouilleurs en sens contraire des gaz qui chauffent leur surface extérieure. On conçoit que cette disposition puisse donner une petite éco- , nomie de combustible, en permettant de refroidir un peu plus complètement les produits delà combustion avant de les envoyer à la cheminée. Mais cela suppose que ces gaz peuvent, en effet, en conservant un tirage suffisant, descendre au-dessous de la température à laquelle on forme la vapeur dans la chaudière ; ce qui n'a pas lieu habituellement.

A défaut d économie de combustible bien positive, ces bouilleurs ont l'avantage de permettre à l'eau d'alimentation de déposer, avant d'arriver au corps cylindrique, une partie des matières qu'elle tient en dissolution ou en suspension, et de réduire ainsi d'autant l'importance du dépôt qui se fera dans la chaudière. Or, sur ce point, un dépôt a le double inconvénient d exposer le métal aux coups de feu et de diminuer l'efficacité de la partie la plus active de la surface de chauffe.

En fait, l'emploi de ces bouilleurs réchaufTeurs est assez répanda. Un seul est ordinairement suffisant.

FiG. 275. — N*" 786. — Coupes en long et en travers du système de générateurs connu sous le nom de chaudières de Cornouailles.

Ce système appartient au second type, caractérisé par un foyer et par des carneaux intérieurs ou galeries.

On doit concevoir que ce type puisse avoir une petite supériorité sur le précédent, en ce sens que les pertes du foyer par le rayonnement, et celles des carneaux par le contact des maçonneries du fourneau, n'existent plus au. même degré. Mais cetie supériorité théorique tend à s'évanouir, à mesure que Ton prend plus de précautions pour préserver l'ensemble du générateur et de son fourneau contre ces pertes. Il suffit de supposer le système entouré d'une enveloppe imperméable à la chaleur, ou presque imperméable, comme Test une maçonnerie épaisse et bien étanche, pour que ces pertes soient à peu près négligeables.

En fait, il n'est pas constaté, je crois, que les chaudières du Cornouailles aient, au point de vue de Téconomie de combustible, une supériorité bien notable sur les chaudières cylindriques à bouilleurs, bien établies.

En revanche, elles ont divers inconvénients, tels que celui d'une forme peu appropriée aux hautes pressions, et celui du danger qu'elles peuvent éventuellement présenter, lorsqu'elles ne sont pas très-régulièrement alimentées (Voir le texte des n~ 786 et 787.)

FiG. 276. — N° 788. — Chaudière qui peut être regardée comme étant aux chaudières du Cornouailles, ce qu'est la chaudière de la figure 270 aux chaudières cylindriques horizontales. C'est une disposition assez souvent employée dans les ateliers où la place fait défaut, mais seulement pour des machines peu importantes. Le système tubulaire par lequel les produits de la combustion se rendent à la cheminée, est quelquefois remplacé par une cheminée se bifurquant en dessous du niveau de Teau, pour aboutir à deux cheminées latérales semblables à celles de la figure 270.

FiG. 277. — N*" 789. — Chaudière dite à galeries, telle qu'on en

a employé pour des bateaux marchant à basse pression. C'fôt, en quelque sorte, la chaudière de la figure 268, sauf que, pour augmenter encore la surface de chauffe, on ne s'est plus borné à faire traverser la masse de Teau par un seul gros tube ou carneau intérieur. On a multiplié ces carneaux, en les séparant seulement par une lame d'eau peu épaisse, et ils ont ainsi formé comme des espèces de serpentins dans chacun desquels on a fait circuler les gaz produits par la combustion sur un foyer placé à son origine.

On a pu ainsi, avec une chaudière d*un volume donné, avoir une surface de chauffe interne beaucoup plus considérable que la surface externe qu'on aurait obtenue, en entourant simplement ce volume par un système de carneaux extérieurs en maçonnerie.

Planche LXIV. - Fiffare 278,

FiG. 278. — N° 700. — Celte figure représente une chaudière de machine locomotive, considérée comme spécimen du troisième type de chaudières, ou de la chaudière tabulaire en général.

Ce type a ordinairement, mais non nécessairement, son foyer intérieur. 11 est caractérisé par cette circonstance qu'au lieu d'un carneau dans lequel circule à la fois la masse entière des gaz, on a un grand nombre de petits tubes, entre lesquels cette masse se subdivise, le faisceau de ces tubes étant d'ailleurs plongé dans la masse d'eau de la chaudière, et la surface con« vexe de l'ensemble de ces tubes constituant ainsi la surface de chauffe.

Il est facile de voir qu'en diminuant le diamètre de ces tubes et augmentant leur nombre, on peut, avec une section totale donnée offerle au passage des gaz, obtenir une surface de chauffe aussi grande que Ion voudra.

Les chaudières lubulaires ont donc cette propriété caractéristique de pouvoir, sous un volume donné, et avec un poids de métal relativement faible, puisque ces tubes peuvent être d'au-

tant plus minces qu'ils sont plus étroits, obtenir tinc très-grande surface de chauffe.

C'est pour les locomotives qu'a été inventée la chaudière lu* bulaire. Elle y est indispensable, et Ton doit considérer que sans elle les résultats les plus remarquables que donnent les chemins de fer, au point de vue de la puissance de leur trafic et à celui de la vitesse des transports, ne pourraient être obtenus.

On distinguera sur la figure 278 :

l'^La boileà feu, dont les faces latérales sont fortement entretoisées, et le ciel est soutenu par un système d'armatures ;

2*" Le faisceau tubulaire, allant de la boite à feu à la boite à fumée, formant la plus grande partie de la surface de chauffe ;

3* La boite à fumée, dans laquelle se dégage la vapeur d'échappement pour augmenter le tirage de la cheminée.

(Voir le texte du n" 790,)

Planche L.XV* - Flsnres 279 â !S8i.

FiG. 279. — N° 79». — Cette figure donne, comme second spécimen d'une chaudière tubulaire, l'élévation, la coupe en travers et la coupe en long d'un système de générateurs destiné à un navire à vapeur.

Le système tubulaire est au moins aussi indispensable pour les grands paquebots à vapeur que pour les locomotives, par la raison que la force à développer est souvent beaucoup plus grande, et les sujétions d'emplacement encore plus sévères.

Le système de la figure 279 diffère de celui de la figure précédente, principalement par ce fait que le faisceau tubulaire, au lieu d'être en prolongement de la boite à feu, est placé au-dessus, ce qui permf^t de trouver en hauteur remplacement qui manque sur la longueur.

FiG. 280, 281 bis et 281. — N° 793. — Ces différentes figures se rapportent au type des chaudières tubulaires; mais elles ont

pour caractère commun d'être à foyer amovible^ c'est-à-dire d'être disposées de manière qu'on puisse démonter et faire sortir le lube faisant fonction de boite à feu, et le faisceau tubulaire qui est en relation avec lui. Ces tubes deviennent ainsi accessibles et peuvent être complètement nettoyées.

En principe, malgré les avantages de poids, de prix et d'emplacement que présente le système tubulaire sur ces deux premiers, et malgré le petit avantage économique qu'offre peutêtre, au point de vue des pertes de chaleur, sa forme beaucoup plus compacte, on ne l'emploie, tout au moins quand on a de mauvaises eaux, que si l'on y est contraint par d'autres considérations, attendu qu'il coûte plus d'entretien et qu'il est extrêmement difficile à bien nettoyer ; il n'est pas, sous ce rapport, comparable aux chaudières cylindriques à bouilleurs.

Pour combattre cette infériorité, il faut ou employer les condenseurs fermés et l'alimentation monhydrique, ou se réserver, comme on vient de le dire, la possibilité d'accéder au faisceau tubulaire.

La disposition des foyers amovibles est donc un point d'un grand intérêt, très-propre à vulgariser ce type de chaudières, qui a des avantages très-appréciables.

Les figures 280 et 280 bis représentent le système de MM. Thomas et Laurent, qui ont été parmi les premiers ingénieurs à s'occuper de la question. La disposition de la seconde figure est préférable à celle de la première, à cause du moindre diamètre du joint à défaire et à refaire pour un nettoyage de tubes. Ce diamèlre est a'V sur la seconde figure et ab sur la première.

La figure 281 représente le système de M. Farcot.

Planche LXVI. — Fii^iuraB 282 et »83.

FiG. 282. — N« 794. — Cette figure et la suivante de la même planche, se rapportent au quatrième type de générateurs, c'està-dire à celui des chaudières à tubes bouilleurs.

La figure 282 représente la chaudière BellevUle, qui a les

APPE.NDIGB. 553

caractères essentiels de ce type, c'est-à-dire qu elle ne renferme que fort peu d'eau et qu'elle est formée par la réunion d*un grand nombre d'éléments individuellement peu importants.

On distingue en A le réseau des tubes générateurs, qui forment un certain nombre de serpentins placés dans des plans verticaux, alimentés par le bas à l'aide d'un distributeur B, branché sur le réservoir C. La vapeur s'échappe à la partie supérieure de ces lubes par un collecteur D, où un tube spécial de prise de vapeur la conduit dans un second système de tubes E, occupant le ciel du foyer, qu'on nomme le dessécheur^ et de là dans le réservoir F de vapeur.

L'eau entraînée par la vapeur jusque dans le collecteur D retourne au réservoir G, qui est muni d'un tube indicateur faisant connaître le niveau de Teau. La dépense est réglée par un robinet gradué R.

FiG. 285. — N"" 795. — Cette figure représente la chaudière Fie/d, qui a les mêmes propriétés essentielles que la chaudière Belleville (peu de danger d'explosion grave, peu de poids et de volume, et enfin une montée en vapeur fort rapide).

Le système employé pour obtenir, sous un petit volume, une grande surface de chauffe, consiste à garnir le ciel de la boite à feu d'une série de tubes pendentifs fermés par le bas, entre lesquels circule la flamme dans son trajet à la cheminée centrale. Chacun de ces tubes en reçoit un autre de diamètre moindre, ouvert aux deux bouts. L'espace annulaire compris entre les deux tubes et l'intérieur du plus petit forment comme les deux branches d'une sorte de syphon dans lesquelles il s'établit une circulation active d'eau, qui rafraîchit incessamment le tube extérieur, enlève tous les dépôts et donne à la surface de chauffe une grande puissance de vaporisation.

On remarque sur la figure l'obturateur A placé au*dessous et dans l'axe de la cheminée, pour détourner la flamme et la forcer à venir lécher la surface du faisceau des tubes.

L'appareil représenté sur la figure, lequel n'occupe guère plus de place qu'un très-gros poêle, a 45 mètres de surface de

chauffe. Une chaudière cylindrique horizontale de même importance occuperait un espace incomparablement plus grand.

Planche LXVII. -* Fi«iirM S84 et S8S.

FiG. 284. — N^ 707. — Cette figure et celles des trois planches suivantes, jusqu'à la 291"''', se rapportent à des chaudière mixtes, c'est-à-dire réunissant à un degré important les caractères spéciaux de deux au moins des quatre types considérés précédemment.

La figure 284 représente le type de chaudière qui avait été adopté par M. Flachat pour actionner les machines du chemin de fer atmosphérique établi à Saint-Germain.

Les machines étaient destinées à produire un très-grand travail à certains intei^valles séparés par de longues périodes de repos. Il fallait d'une part, des générateurs contenant de grandes quantités d'eau et possédant de grands réservoirs de vapeur, et d'autre part des surfaces de chauffe et des grilles établies de manière à pouvoir, après avoir laissé dormir les feux pendant Tintervalle d'un repos, les ranimer rapidement et développer de suite une masse de vapeur, lorsque le moment de la marcheapprochait.

Le système établi par M. Flachat a très-bien satisfait aux conditions de ce programme. D'abord , pour pouvoir ranimer vivement les feux, on avait remplacé le tirage d une cheminée par Faction d'un courant d'air forcé. Ensuite on avait établi un grand ensemble composé de six groupes semblables à celui que r^résente la figure, offrant une surface totale de chauffe de plus de 300 mètres carrés. Chacun d'eux comprenait deux corps assimilables le premier à une chaudière du Cornouailles, le second à une chaudière tubulaire.

FiG. 285. — N° 797. — Chaudière construite par M. Prouvost. Cet appareil peut être regardé comme ayant à peu près les mtaies caractères que le précédent. Les principales différences sont que le premier corps est ici une chaudière cylindrique au lieu d'une

chaudière du Cornouailles, et que les deux corps sont placés de manière à occuper moins de place.

Cette chaudière peut être considérée comme une combinaison du premier et du troisième types.

Pkmolie LXTIU. - Figure S86.

Fio. 286. — N*" 798. — Les figures de cette planche se rapportent, toutes les trois, à un générateur étudié par MM. Molinos et Pronier, qui semble bien satisfaire aux diverses conditions quo doit remplir un appareil pour économiser le combusiible. Il est très-assimilable à une chaudière de locomotive. Il en diffère par les proportions plus grandes de la botle à feu et du réservoir de vapeur, ainsi que par Temploi d'un courant d'air forcé.

On peut considérer qu'il a l'inconvénient que présentent les systèmes tubulaires au point de vue du nettoyage des tubes, et celui que présente, au point de vue des interruptions possibles, l'emploi d'un moyen mécanique pour activer la combustion.

Je crois l'appareil bien disposé, mais un peu complexe pour un établissement industriel dans lequel on n'aurait pas sous la main toutes les ressources en outillage et en main-d*œuvre, qui peuvent être nécessaires pour le tenir constamment en bon état. — On devrait, en tous cas, ne l'employer qu'avec des eaux de bonne qualité.

Planche liXIX. - FI«arM S87 A S89.

FiG. 287. — N* 799. — Plan et coupe longitudinale et transversale d'une chaudière qui a figuré à l'Exposition universelle de Vienne, où elle fournissait une partie de la vapeur nécessaire.

Cette chaudière, qui a été dénommée du système Fairbaim, doit être considérée comme une chaudière du Cornouailles perfectionnée.

L'emploi d'un deuxième corps cylindrique pleiriy au-dessus du

556 COURS DE KAGHINES.

corps cylindiique contenant le foyer^ permet de tenir ce dernier corps entièrement plein d'eau, de lui donner un moindre diamètre et d'y placer le tube du foyer concentriquement.

Ce tube est amovible pour faciliter le nettoyage du corps cylindrique inférieur»

La surface de chauffe comprend la surface interne du tube portant le foyer, la surface externe totale du corps cylindrique inférieur, et la moitié de celle du corps cylindrique supérieur.

Pour prévenir les effets de la dilatation, le tube du foyer a été composé de viroles distinctes réunies par quelques bagues de dilatation. Ces bagues sont des espèces de couvre-joints formés de deux parties cylindriques séparées par une partie convexe dont la courbure peut varier, de manière que chaque virole puisse se dilater ou se contracter librement, sans changer la longueur totale du tube. Le système peut être fort utile, dans le cas de chaudières très-longues.

FiG. 288. — N^ 709. — Cette figure, fort analogue à la figure 281, peut être considérée comme se rapportant, à la fois, au type des chaudières tubulaires avec foyer amovible, et au type des chaudières à carneaux extérieurs.

FiG. 289. — N*" 799. — Le générateur représenté par cette figure se rapporte à la fois au type des chaudières à foyer et carneaux extérieurs et à celui des chaudières tubulaires.

Planche UOL. — Flfl^ures S90 et 291.

FiG. 290. — N* 799.— Cette chaudière, qui figurait, comme toutes celles delà planche précédente, à l'Exposition de Vienne, est une chaudière du Cornouailles à deux foyers, avec emploi de bouilleurs réchauffeurs. Elle est construite par MM. Sultz et frères de Winterthur (Suisse).

On remarquera la disposition prise pour obtenir une circulation d'eau au-dessus des foyers, et empêcher ainsi Tadhérence

des dépôts dans cette partie où ils seraient particulièrement nuisibles. Une disposition analogue est représentée sur la fig. 270.

Qn peut regarder comme peu utile et peu eflicace, le serpentin en fonte dans lequel on fait passer l'eau avant de l'admettre dans les bouilleurs réchaufTeurs.

On peut critiquer également le [système consistant à chauffer le réservoir de vapeur en même temps que les bouilleurs réchaufTeurs.

Fig. 291.— N** 800. — Chaudière de MM, Chevalier et Grenier, de Lyon. — Ce système est étudié pour chercher à combiner un certain nombre des avantages que présentent divers types de chau-< dières.

Ainsi, on a un foyer intérieur qui, grâce a son garnissage en briques, peut opérer la combustion et produire la fumivoriié dans d'aussi bonnes conditions qu'un foyer extérieur.

On a un carneau intérieur, comme dans les chaudières du Cornouailles, sans élre obligé de donner au corps cylindrique le grand diamètre qui rend difficile l'emploi des très-hautes pressions dans ces chaudières.

On évite, en même temps, les dangers que présente une alimentation irrégulière.

En un mot, le système peut être, comme celuide la figure 287, regardé comme très-satisfaisant.

Planche LXXI. - Vigurem ft9Z A d98.

Fig. 292. — N"" 808. — Cette figure, toutes celles delà même planche et celles des trois planches suivantes, concernent les nombreux accessoires des chaudières. — Elle représente l'appareil d'alimentation imaginé par Watt pour ses chaudières à basse pression. L'appareil représenté est complexe, et sert à la fois pour régler automatiquement l'alimentation, par le jeu d'un flotteur qui sait les variations du niveau de l'eau dans la chaudière, et pour limiter la tension de la vapeur à Taide d'un registre de

tirage manœuvré par un autre flotteur dont la position varie, non pas avec la quantité d'eau, mais avec la pression effedixie de la chaudière (Voir la figure).

FiG. 295. — N"* 804. •— Appareil d'alimentation dit retour d'eau, ou bouteille alimentaire servant à alimenter les générateurs, trèsnombreux dans rindustrie, qui fournissent de la vapeur destinée à un objet autre que la production de la force motrice, et qui par conséquent n'ont pas de pompe alimentaire mue mécaniquement (Voir le texte du n* 804).

Fio. 294. — N' 806. — Cette figure représente un appareil d'alimentation aujourd'hui extrêmement répandu qui peut, comme le précédent, fonctionner pour toutes les chaudières. C'est l'injecteurGifTard, pour lequel nous renvoyons au texte des numéros 805 et 806, nous bornant à rappeler que cet appareil est d'un usage très-commode, notamment en ce qu'il permet d'ali* menter les chaudières d'une machine sans être obligé de la mettre en marche, et qu'il est théoriquement très-satisfaisant, lorsque, ainsi que c'est le cas des chaudières, réchauffement de Teau fournie par l'appareil peut être considéré comme produit utilement.

Fio. 295. — N° 818. — Diagramme d'une chaudière à bouilleurs dite à circulation, dans laquelle, par la position de sa grille audessous des bouilleurs, par l'emploi de deux culottes pour chaque bouilleur et par le prolongement de celle de l'avant à l'intérieur du corps cylindrique, on cherche à déterminer, dans la masse ^d'eau, un courant prononcé, propre à balayer les dépôts terreux et à empêcher leur adhérence.

On remarquera la section donnée à l'avant des bouilleurs, pour empêcher la formation et le maintien des chambres de vapeur au-dessus du coup de feu.

Il est entendu que le courant se produit de Tarrière à l'avant dans les bouilleurs, et de l'avant à l'arrière dans le corps cylindrique»

Fi6. 296. — - N"" 814. — Appareil dit à chandelier^ qu'on établit dans le dôme de prise de vapeur, ou dans un dôme spécial, et sur lequel le tuyau de refoulement de la pompe à eau chaude vient répandre l'eau d'alimentation. Les divers plateaux superposés que présente Tappareil se recouvrent d'incrustations qui doivent être enlevées de temps en temps (Voir le texte du n"" 814).

Fio. 297. — N"" 814. — Appareil dit déjecteur anti-calcaire de Duméry^ servant, comme le précédent, à localiser le dépôt des matières terreuses que renferment les eaux d'alimentation, mais qui les localise dans des conditions beaucoup plus avantageuses et plus commodes, puisque les eaux sortent de la chaudière pour effectuer le dépôt, et y rentrent ^ à peine refroidies, après avoir été clarifiées.

Fiô. 298. — N*" 817. — Tube indicateur faisant connaître, à chaque instant, le niveau de l'eau dans une chaudière.

Cet appareil, bien établi, doit être considéré comme indispensable sur toutes les chaudières.

Il est avec raison imposé par les règlements sur les appareils à vapeur (Voir le texte du n"" 817 indiquant les conditions d'un bon établissement de ces tubes indicateurs, telles d'ailleurs qu'elles sont représentées sur la figure).

Planche LX3UI. — Fi^arM Stt9 * a05«

FiG. 299. — N"" 818. — Diagramme indiquant l'artifice à l'aide d u quel on pourrait, même dans les chaudières verticales, employer le tube indicateur, en lui conservant son avantage caractéristique qui est de parler de lui-même et à tout instant aux yeux du chauffeur, sans même obliger cet ouvrier à la simple manœuvre d'un robinet (Voir le texte du n"" 818 qui explique comment l'indication est ramenée du sommet de la chaudière à la portée do la vue du chauffeur) ^

b60 COURS DE MACHINES.

FiG. 300. — N" 819. — Appareil dit Clarinette, que Ton trouvcsoavent ëlabli sur le devant des chaudières. Il présente à la fois le tube indicateur de niveau et des robinets étages. Normalement, c'est ie tube indicateur que Ton consulte ; mais accidentellement, si le tube est cassé, ou assez encrassé pour avoir perdu toute transparence, on se sert des robinets étages, dont le plus élevé doit toujours donner de la vapeur, et le plus bas de Peau chaude.

Fi6. 501 et 302. — N"" 819. — Exemples de flotteurs. Ces appareils, dont on a beaucoup varié la disposition, servent , d'une part, à faire connaître le niveau de Te^iu par un signe extérieur quelconque ; d'autre part, à donner un avertissement spécial à Taide d'un coup de sifflet, lorsque le niveau de l'eau est descendu à la limite à partir de laquelle il devient nécessaire d'alimenter la chaudière.

La ligure 301 représente le flotteur Bourdon, qui est muni d'an levier dont la queue doit être horizontale lorsque le niveau de Teau est convenable. Une position inclinée indique, selon que le contrepoids C est descendu ou monté, qu'il y a excès ou insuffisance d'alimentation.

On voit, dans ce dernier cas, comment la chaînette a, en se tendant, fait ouvrir une petite soupape maintenue par un ressort à boudin ; l'ouverture de cette soupape laisse échapper un petit jet de vapeur, qui vient frapper sur la tranche d'un timbre et émet un bruit strident caractéristique.

La figure 302 représente le flotteur magnétique, ou de Lethuillicr-Pinel, dans lequel les indications relatives au niveau sont données par une petite aiguille aimantée qui se meut le long d'une échelle graduée, en suivant tous les mouvements du talon qui termine la tige du flotteur.

L'appareil représenté n'a qu'un sifflet d'alarme ; il pourrait y en avoir deux de timbres différents, qui fonctionneraient, l'un, si ie niveau de Teau était trop bas, l'autre si l'on avait alimenté avec excès.

FiG. 305. — N^'SîéO. — Disposition ordinaire d'un trou d'hommeavec

sa fermeture autoclave. On désigne sous le nom de trou d'homme j Touverture ménagée en un pointquelconque d un générateur, qui sert à l'entrée de l'ouvrier chargé de visiter Tintérieur de l'appareil et de le nettoyer. Ces ouvertures sont tantôt sur le dôme de vapeur, tantôt à l'avant de la chaudière ou des bouilleurs, sur une extrémité qui affleure le parement de la maçonnerie du fourneau.

La fermeture est ordinairement autoclave^ c'esl-à-dire disposée de manière que la pression même de la vapeur contribue à serrer le joint et à empêcher les fuites.

FiG. 304. — N** 8««. — Disposition de l'appareil Thierry, qui a pour objet la fumivorité d*un foyer. Le système consiste à lancer dans la chambre de combustion un certain nombre de petits jets de vapeur plongeants et divergents, qui ont pour effet de brasser très-fortement les gaz combustibles et l'air atmosphérique, et de rendre ainsi la combustion plus complète et plus immédiate.

Appliqué aux chaudières des locomotives, l'appareil Thierry augmente l'incandescence dans la boite à feu, et rend la combustion complète avant l'entrée dans le faisceau tubulaire, où les gaz ne tardent pas à s'éteindre, par suite du refroidissement rapide qu'ils y éprouvent.

FiG. 305. — N** 8»». — Disposition qui produit un effet analogue à celui de l'appareil ci-dessus. La différence est que le brassage des gaz est produit, non par des jets de vapeur, mais par des jets d'air qui pénètrent obliquement, par un canal ménagé dans l'épaisseur de l'autel.

Planche LXXin. — Figures 806 â 810.

FiG. 306. — N° 828. — Grille mécanique connue sous le nom de grille de Juke ou de grille Taillefer.

Il 30

FiG. 307. — fr88S. — Élévation et coupes longitudinale et transversale de l'appareil fnmivore de M. Dumery.

Cet appareil peut être considéré comme étant à flamme renversée^ en ce sens que les produits de la distillation du combustible fraîchement chargé doivent traverser la zone incandescente formée par le combustible chargé antérieurement. C'est la condition principale de la fumivorité.

Les appareils des figures 306 et 307 fonctionnent bien ; mais ils semblent, le dernier surtout, assez complexes. Comme il ne parait pas qu'en piincipe ils doivent présenter des avantages bien notables au point de vue de l'économie du combustible, l'usage de ces appareils ne s'est pas répandu dans Tindustrie.

FiG. 508. — N"* 8«8. — Appareil Georges. — Cet appareil fonctionne sur le même principe que le précédent, c'est-à-dire que le charbon frais vient se placer au-dessous du charbon incandescent, et que les produits de la première distillation sont ainsi immédiatement brûlés.

L'appareil semble plus simple que celui de M. Dumery. Ce^ pendant il ne passe pas plus que lui dans la pratique (Voir, au sujet des grilles mécaniques, en général, l'observation qui termine le n"" 8» 3).

FiG. 309. — N** 8»4. — Grille de MM. de Marsilly et Chobriynski (grille en gradins), particulièrement applicable aux menus secs et pulvérulents.

FiG. 3i0, — - N"* 8»4. — Grille de Langen, qui se rapproche beaucoup, par ses dispositions et par ses propriétés^ de la grille précédente.

Planche LXXTV. — Fi^^es 811 à SSIti

FiG. 311. — N'' 8»4. — Grille ou foyer Tembrinck, dans son application à une locomotive. Celte grille se charge, pour ainsi dire,

d'une manière continue, à l'aide d'une sorte de trémie qu'on tient pleine de charbon. Celui-ci descend peu à peu le long de la grille, à mesure que la combustion se produit. Le bouilleur incliné qui existe à Tintérieur de la botte à feu produit un brassage énergique des gaz, en forçant ceux que dégage la partie inférieure et horizontale de la grille et qui sont à leur maximum d'incandescence, à venir se mêler avec les produits de la distillation* du combustible fraîchement arrivé sur le haut de là grille. En même temps, un auvent incliné, placé à la partie antérieure de la boite à feu, donne à ces produits une direction plongeante qui favorise le brassage. L'effet de ces dispositions est de compléter la combustion des gaz avant leur admission dans le faisceau tubulaire*

FiG. 512. — N** 8î84. — Cette figure indique par un croquis la disposition d'un foyer fumivore de Siemens, tel qu'on peut l'appliquer au chauffage d'une chaudière de machine à vapeur, avec des combustibles menus de qualité inférieure.

Le système se compose d'une grille inclinée, disposée comme celle de la figure 309.

On brûle sur cette grille une couche assez épaisse de combuslible pour obtenir de l'oxyde de carbone ; le mélange gazeux est transporté jusqu'à l'entrée des carneaux d'un générateur où la combustion se complète par l'addition d'un courant d'air en proportion convenable.

Ce système n'est qu'une partie de ce qu'on désigne habituellement, en industrie, sous le nom de four Siemens, c'està-dire qu'il y manque le régénérateur.

Mais cette partie de l'appareil, avantageuse au point de vue de la consommation de charbon sur la grille pour une température donnée dans le laboratoire du four, ou de V élévation de cette tempéi^ature pour une consommation donnée, est sans intérêt pour une opération à température relativement basse, comme celle de la vaporisation de l'eau.

FiG. 313 et 314. — N'^ 8«7. — Ces figures représentent les soupapes de sûreté qui doivent nécessairement exister dans toutd

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chaudière à vapeur, et être constamment soumises à une charge en rapport avec la plus haute pression à laquelle on veuille exposer cette chaudière.

La figure 313, où la charge est produite par un poids, convient aux chaudières des machines fixes.

Dans la figure 314, la charge est produite par un ressort dont le poids est négligeable devant la tension. Cette disposition convient aux chaudières exposées à des mouvements d'oscillation plus ou moins étendus, ou h des trépidations, comme les chaudières marines ou celle des locomotives.

FiG. 315. — N** 828. — Figure théorique servant à expliquer le principe sur lequel fonctionnent les manomètres Bourdon, décrits ci-après (Voir le texte du n'' 888).

FiG. 316 et 317. — N^ 8»8. — Ces deux figures donnent deux exemples des dispositions assez variées que Ton peut donner aux manomètres Bourdon qui fonctionnent sur le principe des baromètres anéroïdes.

Ces manomètres sont aujourd'hui fort répandus. Ce sont, parmi les très-nombreuses variétés de manomètres qui ont été proposés, ceux dont les indications sont les plus faciles à consulter.

FiG. 318. — N° 830. — Diagi*amme d'une disposition simple qui peut être employée ponr diminuer Pentraînement des gouttelettes d'eau par la vapeur (Voir le texte du n** 880).

FiG. 319. — N** 881. — Branchement sur une chaudière d'une prise de vapeur commune à toutes les chaudières d'une même batterie (Voir le texte du n^ 881).

KiG. 320. — N** 881. — Exemple d'une prise de vapeur sur une chaudière de locomotive. Cet appareil, que l'on nomme assez improprement un régulateur, est à la disposition du mécanicien qui le manœuvre sans quitter sa plate-forme, à l'aide d'une ma-

nette et de renvois du mouvement, convenables. L'appareil représenté est une soupape convenablement équilibrée, comme la soupape américaine de la figure 194 bis. Très-souvent le régulateur fonctionne comme un tiroir.

FiG. 321. — N"" 886. — Cette figure indique diverses altérations qui se présentent souvent dans une chaudière le long des lignes de rivure. Supposant que dans cette figure le dessus représente Textérieur et le dessous l'intérieur d'une chaudière, on observe, à y extérieur en A, sur la tôle enveloppée^ et à ïintérieur en B, sur la tôle enveloppante^ des érosions qui ne semblent pas avoir entièrement la môme origine. L'une et Tautre peuvent s'expliquer par les flexions successives que les feuilles de tôle éprouvent, chaque fois que la pression effective subit une augmentation importante. Les feuilles de tôle, qui sont rectilignes quand la chaudière est au repos, affectent, quand elle est en charge, une disposition analogue à celle qui est représentée en C.

Ces alternances de flexions et de redressements fatiguent le métal et y facilitent les progrès de l'oxydation ; mais en outre, Térosion en A peut encore être facilitée par l'action de l'eau, si le joint n'est pas parfaitement étanche (Voir le texte du n® 88G)«