COMBUSTION, COMBUSTIBLES ET FUMIVORITÉ

lion de la fumée dépendait presque uniquement de la conduite du feu, et qu'un bon chauffeur pouvait dépenser 25 à 30 p. 100 de moins qu'un ouvrier inexpérimenté.

Appareils ffnodTores pour les nuiclilBes loMMUotlves. •— Ainsi

que nous l'avons déjà dit, pendant longtemps on n'avait pas considéré comme possible, dans les machines locomotives, l'emploi d'un combustible autre que le coke. On n'avait point, dès lors, à se préoccuper des moyens de supprimer la fumée, puisque ce combustible n'en donne que peu ou pas. Le prix toujours croissant des cokes a forcé toutes les compagnies de chemins de fer à recourir à l'emploi direct de la houille dont l'usage est aujourd'hui général. L'obligation inscrite aux caliicrs des charges de consumer la fumée a donné naissance à dos études extrêmement nombreuses que nous ne pouvons que résumer, en rappelant qu'il est impossible de trouver une solution pour la fumivorité, qui soit commune à tous les combustibles, et que, dès lors, tel appareil, très-suffisant pour les bouilles anglaises ou les houilles belges, est absolument nul pour les houilles fumeuses de la Prusse rliénane ou de l'Aveyron.

Nous rappellerons aussi que pour les machines locomotives, comme pour les machines fixes, la conduite du feu est un art : un mécanicien intelligent, en chargeant son feu en marche avec précaution, produira peu de fumée ; un chauffeur ignorant, emplissant son foyer de combustible frais dans un stationnement pendant lequel le tirage est presque nul, déterminera la production d'une épaisse fumée.

Enfin, nous ferons une observation générale : la condition capitale de tout appareil fumivore pour une machine locomotive est la simplicité. Il faut que l'appareil marche en quelque sorte seul. On demande beaucoup au mécanicien qui conduit un train : il ne doit pas perdre de vue un seul instant la voie; sa machine doit toujours être en état d'aborder les rampes que présente le profil ; le niveau deleau ne doit pas s'abaisser dans

S&6 DES HA[:illNtS A TAPEim.

sa chaudière ; le graissage des pièces tioil ûli-c conslaminenl ' surveillé. Si ii toutes ces sujétions oti en ajouif? une autre pour lu fuiuivurité, on risque de dépasser les limites du travail inlelligent à demander à un homme t't un compromet le senice plus (|u'on ne l'améliore. C'est à des considi^ratious df c^> natui-e qu'il Taul attribuer rinsnccês de l'appareil Duméry sur les machines locomotives : il iniposail aux mécanicicoâ trop ic travail.

Ap^arelU esp^rlBFBW* on Anclft«nx. — Les îngcnicurS IDglais ont proposti un nombre considérable d'app,ireils poiiris cumbustiuii de lu l'uinéc ; ces appareils reposent sur les principes ci-après :

Injection do l'air dans le foyer pur un certain nombri* dmtretoiscs cretiscs ;

Injection de In vapi'ur dans le foyer par des enlrt-tuiscs creuses ou par des orifices spéciaux ;

l'roiougemcnt de ({ueliiues tiihes & travers la Itoitcù fuiuéeel disposition de leur cxti-émiié en entonnoir dans lequel s'engouffre l'air esiérieur ;

Construction d'une voiJtc en métal ou en briques rèfract^ires placée en l'ucc de la porte du foyer et an-dessuus de In premimrungéc de tubes, de manière à déterminer des remous dans la masse gazeuse ;

Emploi de (grilles inclinées dans de très-grands foyers ;

Emploi d'un tube en terre réfractnirc placé sur la grille au milieu du combustible, et faisant arriver l'air frais au milieu de la masse des gaz de la combustion.

Tous ces appareils ont été ti-ès-préconisès, mais il ne faut pas pei'drc de vue ((n'en général les houilles anglaises sont peu iumcuses, et que, dés lors, il était relativement facile de diminuer les inconvénients inhérents à la production de la fumée.

Appareils cxpérlmeBlés en Bel^lqac. Appareil Belpairc. — LCS

houilles belges, comme les houilles anglaises, contiennent une

COMBUSTION. COMBUSTIBLES ET FUMIVOlUTfi. 257

sez faible proporlion de malièies volatiles ; leur distilliition itiî ne donne pas lieu à une abondanle production d'hydrorbuies; bref, elles produisent peu de fumée, et, sur plusieurs emins de fer, elles sont employées sans aucune précaution rticulicre. Mais lus cliarbons belges sont, sur un point Irésiportanl, inférieurs aux cliarbons anglais : ils conliennent ic Irês-faibtequantitéde gros morceaux et les menus forment

grande masse de la production houillère belge. Le problème int les ingénieurs belges ont cliercbé la solution est celui de ;niploi du lout-venant, bien plus que celui de la suppression ! la fumée.

M. Belpaire, ingénieur en clief des chemins de fer de l'État, donné aux foyers des machines une disposition qui résout à fuis les dcuï pi-oblèmes que nous venons d'indiquer et qui s résout d'une manière satisfaisante.

Le foyer est très-long dans le sens de l'axe de la maciiinc et és-peu profond ; la grille est formée de barreaux qui reposent ir les cadres du foyer et sur quatre traverses intermédiaires. js ban eaux sont aussi Irés-courts, très-étroits et trés-rapprolês. Leur intervalle n'est que de O^jOOI.

La porte du foyer est très-large et a son seuil au niveau de , grille; on pique le feu par-dessus; des orifices fermés par es tiroirs permettent l'introduction de l'air par-dessus le foyer. ï couclie de combustible est toujours maintenue très-faible l°',05 à 0'°,tJ6), et tous les gaz se brûlent avant d'arriver dans :s tubes.

Ces foyers ont reçu la sanction d'une expérience déjà longue, . la compagnie du Nord les a adoptés pour les nouvelles malines décrites dans le chapitre Vil.

Apparclk expert nwnléit Mir le chrntln «le frr du Kord Crnif aU.

- Outre l'appareil Belpaire, le cliemin de fer du Nord français cspérimenté les grilles à gradins, proposées par MM. de Marlly et Chobrzinski.

La grille à gradins se compose de barreaux plats et larges,

lES HVCUnES A VACRIR.

dhposés comme les marches d'un cscaLifr ; IccombustiUfMl estplact' sur les marches supérieures, et il ne descend au b» du fovcr qu'après sYlrc échaufTé. Le bul que se sont javfvlt le» inventeurs de celte disposition esl le mi^inc que ci'Iui poff- Buivi purles inventeurs des foyers à grilles tournantes, à cbiinei tans Un, etc. : rrhaufTer nussi lenlemeni que possible lecofr bu&tihie frais, de muuîi^rc à ralentir la production deshfdncarbures, et donner ji cessai le temps de se mélanger avec l'or 1 du fuYcr et de se brûler avant de passer dans les caracHn ou les tubes.

les grilles à gradins ont été remplacées par des grilles inclinées, plus faciles il construire et h dégager du mâchefer qui st forme constamment mire les barreaux ; les unes el les m\n* sont insulTisautcs puur empOcher la production de la fumifi lorsque le loyer est alimenté par des houilles Irês-bituioineuses.

ftpparrll Tenbrltwk employé «nrl*a «brmlaB ém ttr et rSaIri

«« Parla* orUan. — Nuu^ arrivons .i un appareil expêrinicnlù sur nne (rés-grande échelle par les chemins de fer de l'Est el de Paris à Orléans, qui n'ont à Icurdisposilton que des houilles trés-rumeiiscs : le premier, les houilles prussiennes du bassia de la Sarre ; le second, les houilles de Béxenet (Allia*) et d'iBbin (Aveyron).

La proportion de matières volatiles contenues dans ces diren charbons s'élève de 55 à 40 pour 100, tandis que dans les chu^ bons anglais et belges, elle ne dépasse pas 20 à 30 ponr 100.

L'appareil inventé par H. Tembrinck, ingénieur adjmnt du matériel au chemin de fer de l'Estf diffère de tous ceni dont nous avons parlé par l'emploi d'un bouilleur transversal plici au-dessus du combustible. Ce bouilleur fonctionne cMiuiie écran ; il force les gaz à tourbillonner et & se mélanger iatime* ment, et il fait retomber sur la grille les parcelles decombnstible enlevées par le dégagement des gaz. Nou» empruntons la travail trés-complelpublié par M. Couche, inspecteur généni des

COMBUSTION, COMBUSTIBLES tl FUMIVORITÉ. 250

mines, sur l'emploi de ta liouillc dans les machineii locomotives, la description de l'appareil Tembrinck.

La porle du foyer subsiste, mais elle ne sert plus que pour visiter les tubes, les lauiponner au besoin, et décrasser les virolesavec le balai.

Au-dessous de la porte est pratiquée, dans la double paroi de la boite à feu et du foyer en cuivre, une grande ouverture rectangulaire occupant presque toute la largeur de celle paroi, et divisée en deux compartiments affectés, l'un au chargement de la houille, l'autre à l'introduction facultative de l'air dans le foyer. Le compartiment inférieur reçoit une caisse formant saillie sur la paroi poslérleure de la chaudière, et dans laquelle, le cliauD'cur iiilroduil la houille en soulevant un clapet. Le corn* bustible devant descendre autant que possible par son poids à mesure que la combustion s'opère, cette caisse est inclinée (36° à 40") et son fond inférieur plein se raccorde, un peu après son entrée dans le loyer, avec la grille formée de deux parties : l'une, celle qui Fait suite au fond de la caisse et inclinée comme lui, est li\e ; l'autre, horizonlale, est mobile à volonté. Elle peut basculer soit complètement pour jeler le feu, soit partiellement pour faire tomber le g;\leau de mâchefer lorsque la houille employée en produit. Le mécanisme, qui sert à transmettre ce mouvement, est trop simple pour qu'il soit nécessaire d'insisler.

L'auleur a eu l'heureuso idée de profiter de l'inclinaison de la partie iixe de la grille, pour permettre d'y piquer le feu pendant la marche. Immédiatement sous la caisse à houille se trouve un clapet recouvrant une ouverture par laquelle on voit facilemeril, de la plate-forme de la machine, le dessous de la grille inclinée, qu'on décrasse aisément au moyen du ringard, lorsque l'espacement et la forme des barreaux le permettent. Au-dessus de la caisse à houille, se trouve la prise d'air munie d'une palette mobile par laquelle le mécanicien règle l'admission à volonté, mais toujours sous forme d'une nappe d'air

inclinée, rasant le talus formé par le combustible et leoint par suite rencontrer, des leur émission, les gaz proTenantde la distillation de la houille non encore transformée en coke. . Il reste encore à réaliser plusieurs eflets essentiels. 11 but : l"" ÉchaufTer la houille dés son entrée dans le foyer, pounpe sa dislillution commence de suite ;

2"" Mélanger Tair avec les gaz provenant de cette distilUtioB, et dont il doit opérer la combustion ; assurer à ces gaz un pu^ cours assez long, et y produire des remous, aiin que le mélange soit bien intime avant que les gaz pénétrent dans les tubes sur lesquels il ne faut pas compter pour compléter la combustioo; 3"* Restituer à la surface de chauffe directe réquivalent de ce qu*elle perd à Tarrière du foyer, c est-à-dire environ 1 métic carré.

Ces fonctions diverses sont remplies par le bouilleur indiiiê placé dans le foyer.

La flamme produite par le combustible qui couvre la grille inférieure, est infléchie par le bouilleur, forcée de remonter et léchant la houille qui garnit la grille inclinée et Téchaufle. Mêlée aux gaz et aux vapeurs dégagées par la houille ainsi échauffée, elle vient rencontrer le courant d*air descendant admis par la palette, le refoule en se mêlant avec lui, et le tout forme un courant avec tourbillons, qui sMnfléchit de nouveau pour francliir l'étranglement compris entre le bouilleur et la paroi d'arrière du foyer et se diriger vers les tubes en léchant la face supérieure du bouilleur.

Les bouilleurs ont été souvent employés auparavant, nub jamais assurément d'une manière aussi heureuse, aussi efficace. Les bouilleurs divisant le foyer en deux compartiments, soit transversaux, soit longitudinaux, fréquemment employés en Angleterre, surtout aux locomotives, n'avaient qu'un but : l'accroissement de la surface de chauffe directe. Cela cependant suffit pour qu'on persiste à en faire usage sur plusieurs chemins anglais. Cest là un précédent rassurant pour l'appa-

COHBISTIOS, COMBLSTœLES ET FLUIVORITÉ. 261

reil Tembrinck. Le bouilleur qui, placé comme U l'est, conslilue un des organes essentiels du système, pourrait, au premier abord, soulever quelques objections au point de vue de l'entretien, si l'expérience n'avait déjà prononcé. Il n'y a en effet aucun molif pour que le bouilleur supérieur du foyer Tembrinck se comporte moins bien que-ceux des machines anglaises.

Les premiers appareils construits par M. Tembrinck ont été mis en service" en 1861, et 5 machines seulement furentgarnies de ces bouilleurs. Les résultais obtenus ont été si satisfaisants qu'au fur et à mesure qu'une machine rentre à l'atelier, elle est pourvue d'un appareil fumivore. Sur les deux grands réseaux d'Orléans et de l'Est, on considère le problème de la fomivorité comme pratiquement résolu par l'emploi de l'appa* reil Tembrinck.

Des perfectionnements de détail ont été apportés à l'appareil par M. Bonnet, ingénieur des ateliers de l'Est. La trémie extérieure a été supprimée et l'introduction de l'air réglée par d s clapets. On a même expérimenté la suppression delà grille inclinée, réduisant l'appareil au bouilleur. L'avenir prononcera d'une manière définitive sur cette dernière simplification.

Beaucoup d'ingénieurs ont émis l'opinion que le bouilleur Tembrinck ne résisterait pas, et que l'entretien de cette boîte exposée à l'action directe du foyer serait extrêmement dispendieux. L'expérience n'a pas confirmé ces craintes. La compagnie do l'Est possède des bouilleurs qui, actuellement, ont fait près de 500,000 kdomètres (la compagnie de l'Est avait à l'Exposition universelle de 1807 un bouilleur Tembrinck qui fait 259,000 kilomètres), qui ne présentent aucune liace daltération ou d'amincissement, et qui promettent, par conséquent, une durée au moins égale à celle des foyers auxquels ils sont attachés. Les dépôts et incrustations ne s'y produisent pas d'une manière exceptionnelle. L'emploi du bouilleur a donc répondu d'une manière complète au but désiré sur les chemins de fer de l'Est et d'Orléans.

Appiweii TMerrj. — L'appareil Thierry, expérimenté sur la ligne de Lyon, est le plus simple de tous les appareils fumivores connus. Il consiste en un tube qui injecte delà vapair sur la surface du foyer et qui détermine des tourbillonnements suffisants pour opérer le mélange des gaz. Expérimenté avecles houilles fumeuses de Sarrebrùck; l'appareil Thierry n*a pas donné des résultats aussi satisfaisants; mais avec les houilles da Nord, de Saint-Ëtienne, d'Alais, employées sur le chemin de Lyon, l'appareil Thierry résout d'une manière pratique le problème de la fumivorîté.

Enpioi d« sovfflew. — Presque tous les appareils fumiTores que nous venons de décrire doivent être accompagnés d'un souffleur. Cet appareil consiste en un robinet placé sur la chaudière et qui débouche dans la cheminée. Lorsque la machiné est en marche, l'échappement régulier de la vapeur dans la cheminée suffit pour le tirage, mais lorsque la machine est arrêtée, le tirage devient insuffisant et la combustion se fait mal. En ouvrant le soufDeur, on rétablit un échappement dans la cheminée et par suite un tirage dans le foyer.

Avec certaines houilles, le souffleur suflit pour produire la fumivorité.

É(ai actuel de la questioo de la faml^orlié ponr les loco—-

tive». — Dans le travail que nous avons déjà cilé sur lemploi de la houille dans les locomotives, M. l'inspecteur général Couche considérait, dès 18()'2, le problème de la locomotive fumivore coniine résolu. Tous les résullats obtenus depuis 1862 jusqu à ce jour prouvent Texactitude de la conclusion que nous venons de rappeler, et on peut prévoir le moment où toutes les locomotives seront munies d'appareils sufiisauts pour empêcher la production de la fumée avec des combustibles déterminés. ^'ous ne saurions trop le répéter, il ne faut pas, pour les appareils fumivores, chercher une solution radicale absolue, et Ton doit sur chaque chemin de 1er tenir compte de la composition des liouilles dont on peut disposer.