CS DESCRIPTION

L'espèce de bouilloire que nous venons de décrire convionf très-bien lorsqu'on n'a pas besoin d'employer de la vapeur à une très-haute température ; mais lorsqu'il faut un feu d'une extrême violence pour produire la force élastique la plus considérable , les parties sont combinées d'une manière un peu différente , quoique le principe soit le même. On trouve dans le Philosophical Magazine, vol. XVII , p. «40 , une description et un dessin d'une bouilloire de celte espèce , dont deux ont été établies , en 1803 , dans la brasserie de MM. Meux , à Londres.

M. Woolf fait usage , dans tous les cas, de deux soupapes de sûreté au moins , pour prévenir les accidens , précaution qu'on ne saurait trop recommander ; car il peut arriver , si l'on n'en emploie qu'une , qu'elle soit arrêtée par quelque accident , et que la machine et les personnes qui en sont voisines soient exposées à une explosion.

Dans les machines de M. Woolf que nous avons vues , il emploie des bouilloires semblables à celle que nous avons décrite , savoir : deux petits tubes en bas , pleins d'eau et exposés à l'action immédiate de la flamme , ayant une communication , au moyen de branches verticales , avec un grand cylindre placé audessus et contenant de l'eau dans la partie inférieure , et de la vapeur dans la partie supérieure. La seule différence avec celle que nous avons décrite , est que les tubes supérieur et inférieur sont dans la même direction au lieu d'être placés à angles droits , et la flamme agit dans le sens de leur longueur au lieu de les traverser , les tubes inférieurs ou tubes à l'eau sont un peu inclinés vers le haut. Le métal dont ils sont composés est très-épais , afin de leur donner de la force ou d'assurer leur durée.

L'idée de former les bouilloires destinées à donner de la vapeur d'une force considérable , avec un certain nombre de petits tubes auxquels on peut assurer plus de résistance qu'à un seul vaisseau très-spacieux , n'appartient pas à M. Woolf. M. Blakey , dont nous avons déjà parlé , l'avait proposée dans un traité écrit en français et publié par lui à La Haye , en 1776. Mais ses tubes devaient être placés les uns aux au-dessus des autres , dans une direction inclinée, et l'eau étant introduite dans l'extrémité su-

pèrieure , devait s'écouler dans les Cubes inclinés et échauffés , el s'y convertir eu vapeur.

Soupape régulatrice de M. Woolf. Indépendamment des soupapes ordinaires de sûreté, M. Woolf a imaginé de placer dans le tuyau à vapeur même une soupape d'une nouvelle ferme pour régler la quantité de vapeur qui doit arriver de la chaudière. C'est dans le fait un véritable régulateur agissant de lui-même , et dont l'idée est trés-ingénieuse.

A [fig. 34) est une portion du grand cylindre ou cylindre à vapeur de la bouilloire do M. Woolf; BB, le conduit par où sort la vapeur , surmonté par une boite à vapeur C joiute À la branche BB au moyen des renflemens a a. Le couvercle de la boite à vapeur G , indiqué par la lettre D , est solidement fixé à sa place ; il est percé d'un trou pour laisser passer la queue de la soupppe , et le dedans de ce trou forme une petite boite à éloupc , afin que la queue ou tige de la soupape puisse y jouer dans les deux frens , sans laisser échapper de vapeur ; la garniture d'éloupe est maintenue au moyen d'un collet ordinaire à écrons , ainsi qu'on le voit dans la figure. Au moyen de l'épingle 6 et do deux pièces verticales ce , la queue de la soupape est arrêtée en m qui sert de couvercle au cylindre creux nn. Le couvercle m ferme hermétiquement l'ouverture conique à l'extrémité supérieure d'un collet oo, fixé au renflement aa , et qui descend dans la branche ou conduit BB , et y forme un baril dans lequel le cylindre est pressé. Le cylindre nn est ouvert au fond , et communique librement avec la bouilloire A. Il y a trois fentes ou rainures verticales pratiquées sur ses parois ; on en voit une en S , dans la figure. La somme des aires de toutes ces fentes ou ouvertures est égale à l'aire de l'ouverture du collet oo dans lequel le cylindre nn fonctionne.

Quand la vapeur acquiert un degré de force élastique suffisant pour lever la soupape (c'est-à-dire le cylindre nn avec son couvercle m et la tige R) ainsi que le poids quelconque dont la queue peut être chargée , alors les rainures s s'élevant au-dessus du collet imperméable o o , permettent à la vapeur de passer dans la ■boite C , et de s'écouler vers la machine par le tuyau N. Mais la

quantité qui passe est propjrtionnéo à la force élastique qu'elle a acquise , el au poids dont la soupape est chargée , par la raison que les rainures S ne s'élèvent au-dessus du collet oo que dans celle proportion.

On peut charger celte soupape en y plaçant des poids de quelqu'une des mauières connues; mais M. Woolf donne la préférence à celle qui esl indiquée dans la ligure , où la partie supérieure de la tige R est jointe , au moyen d'une chaîne , à nn quart de cercle Q , afin de pouvoir y suspendre un poids Z qu'on peut approcher ou éloigner plus ou moins du centre du quart de cercle , suivant qu'on veut augmenter ou diminuer la pression sur la soupape.

Quand la soupape s'élève , le poids est porté en haut dans l'arc nn , opposant une résistance qui va continuellement en augmentant , à l'élévation de la soupape : résistance proportionnée à la distance horizontale du poids au centre de Q , dont le bras de levier augmente continuellement à mesure qu'il s'élève dans l'arc , suivant les distances horizontales mesurées sur la ligne Qp , par des lignes passant par le centre du poids selon des directions perpendiculaires à la ligne horizontale.

Ainsi , si le poids Z pèse sur la soupape m avec une force égale à 20 livres sur un pouce carré de l'ouverture en oo , dans la position qu'il occupe , quand il s'élèvera jusqu'en t , il pèsera avec une force égale à 30 livres , et en p avec une force égale à 40 livres sur un pouce carré ; de manière que la tige R peut être employée en mémo temps comme index par la personne qui soigne le feu , n'y ayant rien à faire de plus que <\e graduer l'arc décrit par le bout de la tige QZ , au moyen d'essais. Sur le côté de la boite à vapeur C , il y a une ouverture N pour permettre à la vapeur de se rendre par un tuyau a la machine.

Il est clair que la pression sur la soupape peut se régler en faisant glisser le poids Z à une plus ou moins grande distance du centre du mouvement. De plus , pour régler la quantité dont le poids augmente la résistance de manière à répondre à l'augmentation de force de la vapeur , le rayon du quart de cercle Q doit être proportionné au diamètre de la soupape et aux rainures S , de sorte

que l'élévation du poids Z dans le cadran réponde aux changements dans la pression. Gel arrangement doit être fait aussitôt que cela se peut , avant que la soupape soit fixée; et pour l'amener ensuite à être exactement réglée , la chaîne est attachée à la tige R , au moyen d'une noix cl d'un écrou ; de façon qu'une partie quelconque de l'arc peut être employée suivant qu'on la trouve répondre mieux aux changemens de pression , parce que la quantité relative dont augmente la résistance du levier est plus rapide quand le poids est près de la ligne horizontale.

Le même effet peut être produit en faisant les rainures plus étroites au bas des cylindres , au lieu de les faire parallèles.

MM. Boulton et Watt, peu après l'expiration de leur privilège pour effectuer la condensation dans un vaisseau séparé , firent connaître une nouvelle forme de machine , dite à levier rotatif (bell creanck engine) , dont nous allons décrire ce que nous croyons nécessaire pour donner l'idée des changements adoptés dans le mode de construction.

La figure 35 fait voir le profil de la machine. ABC est le levier ; il y a de l'autre côté une partie parfaitement semblable qui se meut sur un centre fixe C; l'extrémité AD est jointe à une pièce en croix qui fait aller la lige du piston dans un cylindre. £ sert pour la pompe à air , et G pour la pompe à l'eau froide > et la même barre peut faire jouer la pompe à l'eau chaude. La bielle de B en II est supposée attachée à la manivelle du volaul en H. Les machines de cette construction n'ont aucun avantage particulier , si ce n'est celui qui peut résulter de ce qu'ils sont plus rassemblés ; mais il n'est pas assez considérable pour balancer l'augmentation de frottement. Dans le commencement de l'emploi des bateaux à vapeur , on s'est quelquefois servi de ces machines ; mais on a reconnu qu'elles n'étaient pas aussi bounes que celles à double balancier.

Machine vibrante.

Dans la vue de pouvoir se passer du balancier , et pour communiquer directement le mouvement de la tige du piston à la manivelle du volant , on a construit une espèce de machine qui

a été trouvée passable pour celles qui ont de petites dimensions , et dont la tige du piston peut être faite d'une force suffisante comparativement au poids du cylindre qui doit vibrer. Nous en avons vu une de la force d'un cheval environ qui servait depuis quatre ans.

Dans la figure 36 , A est le cylindre ; B , la tige du piston ; C , la manivelle ; D , le volan t ; E , un support qui porte le pivot cylindrique F , et qui en porte un semblable du côté opposé. Un de ces pivots est formé comme la clef d'un robinet à quatre fins , ayant une communication avec le haut et le bas du cylindre ; le mouvement du piston fait vibrer le cylindre pour tourner la manivelle et le volant , et la vapeur passe alternativement au haut et au bas du cylindre par les axes à deux conduits sur lesquels le cylindre fait ses vibrations.

Quand les machines de cette forme ont des dimensions considérables , il est dangereux que le piston se courbe , et dans le mouvement de vibration , le poids du cylindre relâche l'appareil qui maintient la garniture dans le collet à étoupes au haut du cylindre.

Machine à rotation continue.

Toutes les machines dont il a été question précédemment ont leur action produite par le mouvement d'un piston dans un cylindre , et opèrent par ce qu'on appelle un mouvement alternatif. Dans ces sortes de machines une portion considérable de la puissance est employée , et comme perdue pour arrêter le mouvement des différentes parties qui tonctionnent , et les faire agir ensuite dans un sens directement opposé ; cet inconvénient a beaucoup exercé l'imagination des ingénieurs , et un grand nombre d'essais ont été faits pour construire une machine dans laquelle l'action de la vapeur pût être continue , et dont les parties ne fussent pas forcées à des instans de repos.

Le moyen qui se présente le plus naturellement pour atteindre cet objet, est de produire un mouvement de rotation. La figure 37 représente une des machines les plus simples qu'on ail construites sur ce principe. L'on y voit une première coupe à an-

DES JLACHLNE5 A VAPEUR. ?3 gles droits avec l'arbre tournant , et une seconde coupe faite parallèlement à cet arbre ; les mêmes lettres indiquent les mêmes parties dans ces deux coupes. UCUU est une boîte circulaire ou caisse à vapeur dont les deux boots sont fermés par deux plateaux circulaires VVV V que traverse l'arbre R. A l'arbre R est attachée , par quatre bras SSSS , la boucle PP dans laquelle les pièces plates A et B sont fixées sur deux pivots imperméables à la vapeur , mais qui peuvent être baissés sur la boucle comme A , ou qui peuvent s'ouvrir , et fermer le passage de la vapeur OOOO comme B. A chacune de ces quatres pièces est attachée une queue ou pièce glissante C et D , qui pendant la révolution touche le clou ou boulon E , et élève les pièces plates A ou B vers le passage de la vapeur , comme l'indique la pièce ponctuée en A , au moment où elle a passé l'ouverture I. Le passage au condenseur est représenté en N ; G est une pièce arquée attachée à la caisse extérieure , et s'appliquant hermétiquement sur la boucle PPPP , servant à fermer les pièces A et B , à mesure qu'elles tournent. La vapeur entrant en I , presse sur G , et sur la pièce A qui est supposée arriver dans cette position à l'instant même , et la force de tourner , ainsi que la boucle PPPP , et l'arbre central R , jusqu'à ce qu'elle passe l'ouverture par laquelle la vapeur se rend dans le condenseur ; mais en ce moment l'autre pièce B a déjà traversé le passage de la vapeur , et a pris la position qui lui permet de recevoir l'action de la vapeur , et de continuer le mouvement de rotation.

Le passage de la vapeur 0000 peut être considéré comme un cylindre courbé , et les pièces A et B , quand elles bouchent , comme faisant les fonctions de pistons , recevant l'action de la vapeur toujours du même côté , et opérant la condensation toujours du côté opposé. Gomme il est nécessaire que le passage de la vapeur se terminé quelque part, G est une pièce indispensable , et le mouvement des pièces plates sur des pivots , ou quelque autre moyen analogue , pour franchir cet obstacle , eat inévitable ; et cette nécessité où l'on est de faire continuellement et dans des sens diflerens remuer des pièces qui servent de pistons , dans la place où elles sont fixées , rend extrêmement difficile

de les maintenir dans un état tel qu'elles ne laissent pas perdu» de la vapeur. Cette difficulté et l'impossibilité de donner une forme cylindrique au passage de la vapeur , sont des inconvéniens très-majeurs. On n'a pas tardé à reconnaître qu'on ne pouvait pas les maintenir long-temps en état de travailler sans rencontrer des obstacles qu'on n'a pas encore trouvé le moyen de surmonter ; et comme , jusqu'à présent , ces machines existent sans être utiles , nous nous abstiendrons de les décrire plus longuement.

Machines à haute pression»

Si l'on pousse le feu de manière à faire bouillir l'eau avec une grande force , on obtient de la vapeur d'une puissance plus considérable ; et l'on sait depuis long-temps que l'augmentation de cette puissance est plus considérable à proportion que l'augmentation de la consommation en combustible ; beaucoup de personnes ont en conséquence cherché à employer la vapeur à une très haute pression. Celle dont on fait généralement usage pour les machines à haute pression ne surpasse guère 20 ou 40 livres par pouce carré , et rarement on la porte au-delà de 50 livres.

Dans les machines où la pression est aussi forte , on ne tient pas compte du poids de l'atmosphère , et la manière d'opérer le mouvement du piston consiste à laisser un des bouts du cylindre exposé à l'air , tandis que la vapeur agit sur le côté opposé du piston. Par celle méthode on n'a besoin d'aucuno des parties qui servaient à la condensation ; ainsi l'on économise les frais de leur construction ; on évite les frottemens que leur travail occasionnait , et la nécessité de les surveiller pour les maintenir en bon èlat. La machine en devient beaucoup plus simple, mais malheureusement elle n'est pas exempte de danger.

La vapeur a été employée de celle manière dès l'année 1724 , et a été décrite par Leupold dans son Thealrum Machinarum hydraulicarum, vol. XI , p. 93. La machine qu'il décrit était formée de deux cylindres ayant des pistons attachés à deux balanciers séparés dont les antres extrémités étaient liées à deux pompes

foulantes. Entre les cylindres il y avait on robinet à quatre fins , et lorsque les pistons étaient chargés de poids et abaissés au fond de leurs cylindres respectifs , il est évident que , par le moyen de ce robinet , la vapeur pouvait être admise alternativement au fond de chaque cylindre ; tandis qu'en môme temps le cylindre opposé à celui dans lequel la vapeur était introduite , avait une communication avec l'atmosphère , de sorte qu'en tournant le robinet , les deux pistons étaient alternativement élevés par la vapeur , et abaissés par l'effet des poids placés à l'autre extrémité. Celte construction simple d'une machine à haute pression peut être mise de pair avec la machine à condensation de Newcommen.

M. Watt a fait mention de celle manière d'employer Taciion directe de la vapeur , dans la dernière partie des détails de son brevet , en 1 769 ; mais l'application la plus commune que Ton ait faite de la vapeur i haute pression , est avec une machine dont la forme a été inventée par M. Trevilheck , dans le but de faire servir cette puissance aux machines locomotives. Il obtint pour cela , en 1802 , une patente en commun avec M. Vivian. Leur machine , à raison du peu d'espace qu'elle occupe , est particulièrement convenable à l'objet qu'ils avaient eu vue , d'autant plus qu'elle n'exige point d'eau pour la condensation , ce qui aurait été un obstacle insurmontable.

La figure 38 représente une coupe d'une machine de celte forme ; AB est la chaudière ; A 1 , une soupape de sûreté ; CD , le cylindre ; G , le passage depuis la chaudière ; H , le passage à la cheminée G 1 pour évacuer la vapeur. £ est un robinet à quatre fins ; F , le passage au haut ; et k , le passage au bas du cylindre. M est le piston ; N , la lige du piston ; O , le bras qui lie la lige du piston avec la manivelle du volant. Le balancier R est mis en mouvement par le bras O auquel est attachée la tige d'une petite pompe S qui joue de l'autre côté de la chaudière , ce qui fait passer de l'eau dans la chaudière le long de ZU et par 1 ouverture I. Le fourneau est derrière la cheminée-, comme on le voit dans la figure , et est de tous côtés couvert par la chaudière. La fig. 39 est une section du cylindre faite perpeudiculai-

renient à la coupe de la 0g. 38. Le robinet à quatre 6ns se tourne au moyen d'un levier sur son axe , lequel est frappé par un boulon placé sur une tringle de la traverse G". Il faut concevoir qu'il y a une seconde manivelle et un second bras sur le derrière de la machine , et qu'ils sont liés par la traverse C\

Cette machine , à ce que nous pensons , ne demande pas degrandes explications. Le robinet à quatre fins permet à la vapeur de passer alternativement au haut et au bas du cylindre par les passages F et K , et facilite sa sortie & , l'eau froide arrivant pour entretenir la chaudière , et l'entourant de toutes parts, se pénètre de sa chaleur , de manière que la ehaudière est fournie d'eau dont la température est déjà élevée , et la vapeur est condensée en H , ce qui fait qu'elle peut s'échapper avec plus de rapidité.

Cette espèce de machine était spécialement destinée à faire marcher des voitures. M. Trevitheck en construisit une, eu 1804 , dans le pays de Galles , et on l'essaya sur le chemin à ornières de fer de Merthyr's-tydvaH. Elle conduisit le nombre de chariots nécessaires pour porter dix tonneaux de fer en barres dans une longueur de neuf milles , sans autre dépense d'eau que celle qui était contenue dans la chaudière au moment du départ, et ût le trajet à raison de cinq milles par heure. Depuis cette époque elles ont été essayées bien des fois sur des chemins à ornières ; mais elles n'avaient pas élè généralement adoptées, lorsqu'en 1811 , M. Blcnkinsop , propriétaire des mines de houille de Middieton qui approvisionnent la ville de Leeds , les employa poor la conduite de la houille sur les chemins à ornières de fer. Lorsque M. Blenkinsop adopta ces machines , il fit enlever les ornières d'un des côtés du chemin , et sur toute sa longueur , et il les remplaça par d'autres qui avaient des entailles sur leur face supérieure. Ces entailles ou dents sont coulées en même temps que la pièce qui forme l'ornière , et sont creuses en dessous afin de concilier , autant que cela est possible , la légèreté avec la force et la durée ; ces dents ont six pouces à leur base , de manière qu'il n'y en a que six sur chaque pièce de trois pieds de longueur. Une roue fixée sur un axe qui serait celui du volant qu'on placerait sur un côté du chariot engrène les dents de l'ornière, et la raa-

chine entière est portée en avant sur le cbemio. On a essayé très souvent , mais sans succès , de construire une machine qui pût faire marcher des voilures sur des roules ordinaires. Avant qu'on puisse y parvenir , il faudra que Ton ait réussi à réunir dans un plus petit espace les parties si multipliées de cette machine , et que son poids ait été considérablement diminué.

La figure 40 représente une machine de l'espèce de celles qu'on nomme portatives. A est le cylindre ; B , la pompe à air ; C , la pompe pour l'eau froide ; D , celle pour l'eau chaude ; E , le balancier ; F , la bielle de combinaison ; G , le volant ; H , l'arbre tournant excentrique ; et I , le régulateur.

La figure 41 représente une machine à vapeur, construite par MM. Taylor et Marlineau pour le service d'un moulin à sucre.- Elle n'a que douze fois la grandeur que lui donne le dessin , et le peu d'espace qu'elle occupe , joint à la simplicité de sa construction , la rend parliculièremens applicable à la plupart des manufactures , où l'on n'a en général besoin d'employer qu'une force assez bornée.

Son travail se fait horizontalement , et sa pression va de SO à 40 livres par pouce carré. Il n'y a pas de condenseur ; ses pistons sont en métal , et elle a des soupapes à coulisses. Huit boulons à écrous suffisent pour la fixer sur un massif en chêne , ou sur une forme de ce même bois d'un médiocre échantillon.

A est une manivelle liée avec la tige du piston ; celle-ci fonctionnant horizontalement dans le cylindre . ne s'aperçoit pas. B est le cylindre qui reçoit la vapeur de 4a chaudière au moyen du tuyau CCC. La quantité de vapeur qui entre dans le cylindre est réglée par une soupape à gorge D qui s'ouvre ou se ferme , quand cela est nécessaire , avec la verge EEE. FF est le modérateur qui consiste en deux boules pesantes avec un collet glissant a suspendu par le haut d'un fuseau vertical 66 à l'axe c. Ce fuseau se lie avec l'arbre par une courroie qui passe sur des poulies GGG qui le font tourner ; et comme sa vitesse varie comme celle de l'arbre , les boules FF du modérateur , suivant que la vitesse augmente ou diminue , tendent à s'écarter ou à se rapprocher du fuseau. Cet écart et celle dépression ont un effet sur la verge EEE

avec laquelle le modérateur se lie , et règlent la qaaotitè de vapeur qui entre dans le cylindre.

H est une pièce qui lie le haut de la tige du piston avec la tringle I , de sorte que le mouvement de la manivelle agit sur cette tringle qui fait mouvoir les soupapes à coulisse dans le cylindre K. L'action de ces soupapes est réglée de manière à Taire passer la vapeur alternativement des deux côtés du piston ; et comme la machine ne condense pas la vapeur, il y a deux tuyaux , un â chaque bout du cylindre , pour l'évacuer. On voit un de ces tuyaux en N. Quand le piston a été conduit par la force de la vapeur à une des extrémités du cylindre , les soupapes arrêtent le cours de la vapeur d'un coté , et lui ouvrent le passage qui la conduit de l'autre côté du piston. Le tuyau qui doit évacuer la vapeur du côté où elle a été arrêtée , s'ouvre et la conduit au dehors et sous terre , laissant cette partie du cylindre préparée pour recevoir de nouvelle vapeur.

La puissance engendrée par cet arrangement simple remplit ensuite l'effet qu'on s'en propose , au moyen d'un arbre tournant OOO. Sur cet arbre , à peu de distance de la machine , est placée une roue excentrique L pour élever la tige M , et pomper de l'eau pour la chaudière quand cela est nécessaire ; et très près de l'autre extrémité de l'arbre tournant , il y a une autre roue W qui met en mouvement la lige V , pour servir ainsi que nous le dirons tout à l'heure.

Le mouvement de rotation que la manivelle a reçu de la machine est transmis à l'arbre tournant , A la roue L , à la boite D , au volant P , à la roue W , et à la petite roue Q , qui s'engrène dans la grande roue à dents R , sur l'arbre tournant S ; celui-ci communique le mouvement aux rouleaux d'un moulin à sucre , . que deux petites roues d'engrenage font tourner avec une vitesse égale.

Dans le moulin pour lequel cette machine a été faite , ainsi que dans la plupart des moulins à sucre , il y a trois rouleaux , dont un est placé entre les deux autres. C'est entre ces rouleaux que l'on fait passer les cannes à sucre pour les écraser; leur jus tombe dans un réservoir d'où il est pompé par le mouvement de la tige

DES MACHINES A VAPEUR. ™ V , et conduit dans une chaudière ou tout autre réceptacle. A Fendroit de l'arbre tournant marqué e , e , on laisse assez d'espace pour donner du jeu quand les cannes passent dans les rooleaux ; sans cela , l'arbre serait très exposé à être brisé et détruit.

Observations sur le travail eœéculé par des machine* à vapeur, dans le comté de Cornwall , depuis le mois d'août 1811 jusqu'au moi* de mai 1815, inclusivement; par MM. Lban.

MM. Thomas et John Lean ayant été nommés inspecteurs-généraux des mines , les propriétaires et les ingénieurs ordinaires des différentes mines forent invités à les aider autant qu'ils le pourraient dans leurs recherches. Le premier rapport qu'ils ûrent comprend le mois d'août 1811 , et est relatif à huit machines qui avaient consommé pendant ce mois 23661 boisseaux de houille (environ 9000 kil.) , et élevé 126126000 livres d'eau (57830000 kilog.) à un pied de hauteur avec un boisseau de charbon par chaque machine. Ce qui fait un travail moyen de 15763000 livres (7162686 kilog.) , élevés à un pied (0,804799 mètre) avec chaque boisseau de charbon. Les rapports des mois de septembre et d'octobre comprenaient neuf machines , et celui des mois de novembre et de décembre en comprenait douze ; et déjà on peut reconnaître que la publication régulière des Tables très utiles de MM. Lean avait produit quelque amélioration dans le service des machines ; car leur travail moyen pour le mois de décembre , tel qu'il est rapporté dans ces Tables , parait avoir été de 17075000 livres.

En janvier 1812 , le nombre des machines comprises dans les rapports s'élevait à U , et à la Sn de cette année il avait été porté à 19 ; le travail moyen de toutes les machines , pendant le mois de janvier, avait été jusqu'à 18200000 livres.

En 181 3 , le nombre des machines comprise dans les rapports continua à augmenter , et au mois de décembre , il se trouva monter à 29 , dont le travail moyen fut de 20162000 livres.

Pendant quelques mois de l'année 1814 , les rapports mensuels comprirent $2 machines dont le travail moyen pour le mois de décembre s'éleva à 19 784000 livres , élevées à un pied dé hau-

leur avec chaque boisseau de houille (8992727 kilogrammes , élevés à 0,304799 mètre de hauteur , avec 38,18 kilogrammes de houille).

La Table qui soit est extraite des rapports de MM. Lean , et a été construite en comptant d'abord la quantité de machines comprises dans les rapports : par exemple , en janvier 181 S , 32 machines ; en ajoutant ensuite la colonne qui contient la quantité de houille consommée par toutes les machines pendant le mois , et en écrivant la totalité 1 10824 ; en ajoutant de même les nombres de la colonne qui contient les livres élevées à un pied de hauteur par chaque machine , dont la somme est de 637320990 , et en divisanlVmfin la dernière quantité par 32 , nombre des machines , pour avoir la quantité moyenne de leur travail , c'est-à-dire ici , 19916250 livres.

TABLE

Nombre

Boisseaux de IiotfiiJf

Moi «i»an «

Livres d'eau élcvces ù un pied par la quantité de houille du rapport.

An aces.

de houille

dp»

consommés par toutes les niacliioc».

surlrsquels

machine*.

le r.ijijxu t est établi

Août. . .

Sf>nt

(ktoh. . .

Novçiiih. ,

JaUVIlT. •

Février. .

Avril. . .

Mai. . .

fin ti qq .54,340.

«ïo/,Uol,4UU

Juillet. .

Août. . .

. Al . .

Octob. .

Novem. .

Déccm. .

Janvier. .

Février. .

Avril. . .

Mai. . . .

Juin.. . .

. &Ai . .

Qnanlité mnyenne de 1 1 vi i s d'eau élevée à un pied

par chaque

boissea u de houille.

TABLE

Nombre des

in «i cli i il 0 S i

Boisseaux de bouille consommés par toutes les machines.

Boisseaux, de houille sur lesquels le rapport est établi.

Livres d'eau élevées à un pied par la quantité de

liniiilltf» An ran.

port

Quantité moyenne de livres d'eau élevée à un pied par chaque boisseau de houille.

Sept. . .

Décem. .

Janvier. .

Février. .

«Juillet. .

Novem. .

as

Janvier. .

Février. .

Avril. . .

DES R A CHINES A VAPEUR. 8S Ii résulte de la lable précédente que le travail moyen des machines comprises dans les rapports , celles construites suivant le principe de Woolf exceptées , est maintenant d'environ 20 millions de livres d'eau élevées à un pied avec 84 livres de houille. (Environ 9090000 kilog. élevés à trois décimètres , avec 88 ki- Jog. de houille.)

Nous avons omis à dessein la machine de M. Woolf, parce que l'un des objets qu'on avait en vue , en faisant chaque mois le relevé du travail exécuté par les machines employées dans les mines , principalement pour le service des pompes , était de connaître le mérite relatif des machines de Woolf , à deux cylindres , comparées avec les machines ordinaires. Une machine de Woolf a été dernièrement établie dans la mine de Wheal Vor. Son grand cylindre a 83 pouces (1,346 mètre) de diamètre; le petit cylindre a environ la cinquième partie de la capacité du premier , la course des pistons est de 9 pieds (3,74 mètres). Suivant le rappbrt de M. Lean , le travail de cette machine , en mai 1815 , a été de 49980881 livres , élevées à un pied par chaque boisseau de houille consommée , et dans le mois de juin , il s'est élevé à

soimooo.

Il parait donc que le travail moyen de la machine de Woolf , pendant ces deux mois , a été de 50000000 (22727000 kilog.) , tandis que le travail moyen de toutes les autres machines n'a été quo de 20000000 (9090000 kilog ). Il en résulte évidemment que les perfectionnements' faits aux machines à vapeur par M. Woolf offrent de très grands avantages à tous les propriétaires des mines ; dans certaines mines d'Angleterre , où cette machine finira tôt ou tard par être adoptée , la seule économie en combustible augmentera de plusieurs milliers de livres sterling les dividendes annuels des propriétaires. Ce n'est pas tout ; l'économie qui en résultera empêchera de suspendre l'exploitation de beaucoup de mines , et donnera le moyen de reprendre des exploitations qu'on avait été forcé d'abandonner, à raison des trop grands frais qu'y nécessitait l'épuisement des eaux.

Suivant le rapport de MM. Lean, pour le mois de janvier 1816, le travail moyen de 33 machines a été de 20694630 livres , èle-

vées à un pied par chaque boisseau de houille consommée. Pendant ce même mois , la machine de Woolf à Wheal Vor , éleva 47900883 livres ; et celle qu'il a établie à Wheal Abraham élève 45896382 livres à un pied de hauteur avec chaque boisseau de houille.

Ayant examiné la construction des différentes espèces de machines à vapeur généralement employées , nous nous abstiendrons d'entrer dans le détail des divers essais tentés pour les perfectionner ; essais plus ou moins ingénieux , et dont leurs auteur* ont rempli depuis long-temps nos ouvrages périodiques.

Les calculs relatifs à la puissance de la vapeur sont d'une grande importance ; mais l'expérience a appris que dans la pratique il ne faut pas compter sur leur exactitude. Nous avons montré précédemment que Ton peut constater avec beaucoup de précision la quantité de force actuelle qu'exerce la pression de la vapeur , au moyen de jauges et de soupapes de sûreté ; mais il n'est pas aussi facile de découvrir la force réelle disponible qui en résulte, parce que les froltemens des diverses parties varient beaucoup , à raison de l'état dans lequel elles se trouvent. Dans les machines à condenseur , l'état de la condensation fait que le vide est plus ou moins parfait, et cet état éprouve des variations, quelle que soit la vigilance de ceux qui soignent les machines. 11 est assez généralement établi , parmi les ingénieurs , que près de la moitié de la puissance de la vapeur doit être déduite de sa force disponible : supposons donc une machine dont le piston ait 24 pouces de diamètre , ce qui répond à une surface de 452 pouces carrés. Supposons que le vide au-dessous de cette surface soit parfait , ce qu'indique le baromètre du condenseur ; que le poids de l'atmosphère soit de 14 livres environ , ce qu'apprend le baromètre atmosphérique ; et enfin , que la jauge à vapeur sur la chaudière soit à peu près a deux pouces , ce qui indique une pression de 2 livres ; alors nous pouvons évaluer à 17 livres, par pouce carré , la pression qui s'exerce sur le piston ; la pression totale sur le piston est donc de 17 X 4o2 = 7084 livres; déduisant la moitié de celte somme , à cause des froltemens , il rette 3C42 livres de force disponible , qui se meut avec la même

vitesse que se meut le piston ; cette force étant divisée par la quantité à laquelle MM. Boulton et Watt évaluent la force d'un cheval , donnera pour quotient le nombre qui exprimera la puissance de celte machine. Dans les machines à haute pression ou la vapeur n'est pas condensée , le nombre des pouces que la jauge à vapeur de la chaudière indique , fait seul connaître la force qui s'exerce sur le piston.

On sait depuis long-temps que les degrés d'augmentation de la puissance suivent une proportion bien plus rapide que ceux de la température ; et de nos jours un mécanicien ingénieux a essayé d'employer la vapeur à une très haute pression. Sans entrer dans le détail des obstacles qu'il a rencontrés , nous nous bornerons à dire en deux mots , que le degré de force nécessaire aux parties d'une machine pour résister à la pression , joint à la chaleur excessive , présente des difficultés gu'on aura beaucoup de peine à surmonter.

Le mouvement alternatif occasionne dans les machines à vapeur une perte d'effet qu'on ne peut nier. Car l'action du balancier et des autres parties qui s'exercent dans un sens , doit être tout à coup suspendue , pour se porter dans le sens opposé , ce qui ne peut se faire sans consommer de la force. C'est donc avec beaucoup, de raison qu'on a cherché à le remplacer par un mouvement de rotation ; mais on n'y a pas réussi jusqu'à présent , du moins d'une manière avantageuse.

MM. Boulton et Watt , voulant faire servir la machine à va-

peur à beaucoup de travaux pour lesquels on employait auparavant la force des chevaux , furent obligés de prendre en considération le nombre des chevaux nécessaires pour chaque service particulier, afin de connaître la quantité de forces dont ils avaient besoin. La conclusion qu'ils tirèrent d'une longue suite d'expériences , fut qu'un cheval travaillant huit heures par jour , pouvait élever 33000 livres à un pied de hauteur dans une minute (15000 kilogrammes à 3 décimètres de hauteur). Ainsi , l'on connaît le nombre de chevaux à la force desquels une machine est égale , en divisant par 33000 le nombre de livres qu'elle peut élever à un pied dans une minute.

Il faudrait un grand nombre de volâmes si l'on entreprenait de décrire les différentes formes de construction que l'on a essayé de donner aux machines depuis que l'on connaît la puissance dé la vapeur , et l'instruction que l'on en retirerait serait comparativement d'une très-petite utilité , attendu que la plupart des essais ont été faits par des hommes qui , ne connaissant pas les principes de l'action de la machine , n'ont pu imaginer que des changemens qu'il est permis de regarder comme futiles.

Celui qui a la prétention de perfectionner les machines à Tapeur doit bien se pénétrer des principes de leur action. Dans les machines à condenseur , le mouvement est opéré par l'augmentation et la diminution alternative de la température , et la perfection de l'une et de l'autre est très-importante. L'objet principal auquel on doit tendre est donc de soutenir le haut degré de chaleur pendant que la force de la vapeur agit , et de le diminuer tout-à-coup , lorsque la condensation doit s'effectuer. Newcommeo y avait eu égard dans la construction de sa machine , et Watt a rempli cet objet d'une mauière encore plus parfaite. Si l'on veut perfectionner les autres parties de ces machines , il faut s'occuper de leur poids et des frottemeus auxquels elles sont exposées, et chercher un moyen de remplacer le mouvement alternatif par un mouvement de rotation.

Ce que l'on doit surtout recommander , c'est la simplicité de construction dans toutes les combinaisons mécaniques. Il est un grand nombre d'inventions qui mériteraient sans doute le nom de perfectionnement , si les difficultés que présente leur exécution ne les rendait pas toul-à-fait impraticables.

On a très-souvent cherché les moyens d'éviter l'emploi de la pompe à air , qui enlève une partie considérable de la puissance de la machine. On a quelquefois fait usage d'un baromètre à eau adapté au condenseur , et une chute d'eau passant au-dessus des bords supérieurs d'un tuyau et au-dessous de son orifice , a été employée pour chasser l'air devant elle. Le bout d'en haut de ce tuyau communique avec le tuyau d'éduction , et soutient , dit-on , « un vide d'une très-grande rareté. On a plusieurs fois aussi

cier , une des ouvertures hh. Les boutons pp , attachés à la tringle de l'un des flotteurs font mouvoir le petit tuyau R , sur son centre , lequel , au moyen des tringles R 1 !* 1 , attachées aux manivelles dans la chambre S , ouvre et ferme alternativement les tuyaux S< et Si , qui communiquent avec les vaisseaux F et F 1 , DD est un tuyau destiné a conduire du gaz , qui doit servir à opérer le vide ; il vient du gazomètre , et se divise en deux branches D'D 1 , pour se rendre aux deux chambres G et C 1 et y porterie gaz qui doit servir par sa combustion à opérer le vide. Ce gaz peut être introduit ou arrêté à volonté au moyen des ro* binets D a D a , qui s'ouvrent et se ferment par des manivelles que le mouvement du balancier fait agir.

GO sont deux autres tuyaux d'embranchement qui reçoivent du gaz du gazomètre et se terminent par un bec. La direction oblique de ces becs doit nécessairement porter la flamme du gaz qu'on y allume dans la chambre à laquelle chacun répond, quand 1 orifice h de cette chambre est ouvert.

K et K« sont deux tuyaux qui permettent à l'air extérieur de communiquer dans l'intérieur de chacune des chambres C et O ; leurs boots extérieurs peuvent se fermer , au moyen des deux manivelles nn attachées par des chaînes aux flotteurs F'F\

La manière de faire agir la machine consiste à permettre au gaz de passer dans une des branches du tuyau DD , et de là , dans une des chambres G ou G 1 (supposons G 1 ) , où il est enflammé au moyen du jet de gaz allumé , qui se porte dans l'orifice h , et où par sa combustion il raréfie et chasse de la chambre une quantité considérable d'air atmosphérique. Supposons maintenant que le couvercle de cette chambre soit enlevé , et que le mouvement de la tringle attachée au flotteur fasse fermer l'orifice h , et le tuyau à gaz D, la combustion cessera immédiatement , et il se fera un vide partiel. L'air extérieur commencera alors à presser la surface du vase F et forcera l'eau à passer de ce vase dans la chambre C 1 , en quantité assez considérable pour remplir presque enlièremeot le vide ; la soupape par laquelle cette eau a passé étant alors fermée, et une communication s ou-

vraot entre U chambre et l*air extérieur , au moyen du tuyau K,, Peau contenue dans la chambre s'écoulera par l'ouverture u , et y produira par sa chute et son poids une force capable de faire tourner la roue à eau W, sur laquelle elle tombera. Elle se rendra de là dans le vaisseau S , et finira par cire conduite par Si S , dans F ou dans F' , laissant la machine dans une situation convenable pour renouveler le mouvement.

L'inspection do la figure fait comprendre que , lorsque le couvercle d'une des chambres la ferme , les différentes ouvertures da cotte chambre 'so ferment en même temps , cl que le balancier s'élevaut alors de l'autre côlé , toutes les ouvertures correspondantes sont découvertes , et préparées pour uno ope ratio u semblable à celle que nous venons de décrire. Il est également facile de concevoir que la production de oe mouvement est duc à l'élévation alternative des deux flotteurs dans les chambres F et F 1 .

Voici , suivant l'inventeur de celte machine , les avantages qu'elle offre :

« Premièrement , la quantité de gaz consommé étant trèspetite , les frais qu'exige l'emploi do la machine sont modérés ; elle offre une très-grande économie , si on en fait usage sur (erre ; le prix que coùle le yaz (si l'on en défalque la valeur du coke ) étant très-peu considérable. La dépense serait à la vérité plus forte sur un vaisseau , parce qu'on ne pourrait obtenir le gaz pour ce service particulier qu'en l'extrayant de l'huile , de la poix , du goudron , ou de quelque autre matière également portative ; mais , dans ce cas même , elle ne serait pas égale à celle qui résulterait de la consommation du combustible nécessaire pour faire marcher un bateau à vapeur ; et comme un petit nombre de tenues d'huile suffirait pour un long voyage , la machine pourrait servir à conduire les plus grands vaisseaux jusqu'aux parties du monde lus plus éloignées. »

« Secondement > cette machine esl légère , et sa construction la rend poriative ; son poids moyen n'étant guère que la cinquième partie de celui d'une machine à vapeur et de sa chaudière , d'uno force égaie. Elle exige un emplacement beaucoup

DES MACIIOES A VAPEUR. •!

moins considérable , et il ne faut ni autant de forée dans le ba* liment où on l'établit, ni une cheminée élevée. Dana le bateau elle présente do très-grands avantages , seus le rapport de la place qu'elle laisse pour le chargement, tant à cause de sa plus grande légèreté et de ses plus petites dimensions , que parce qu'elle ne demande qu'un espace très borne poar y placer le combustible nécessaire à sa consommation. »

« Troisièmement , cette machine est entièrement exempte de danger. Comme on n'y emploie pas de bouilloire , il ne petit pas y avoir d'explosion ; et comme la quantité de gaz consumé est très-petite , et que la seule pression est celle de l'atmosphère , il est impossible que le cylindre crève, ou qu'on soit expos.' aux accidens qui arrivent dans les bateaux à vapeur. »

« La puissance de la machine ( dérivant de la pression atmosphérique de 10 grammes environ par millimètre carré ) peut être indéfiniment augmentée, en augmentant les dimensions des cylindres , et facilement constatée au moyen d'une jauge à mercure. »

« C'est un fait bien connu , que la puissance moyenne disponible d'une machine à vapeur à condenseur , n'est que d'environ 5 grammes par millimètre carré , quand on en a déduit la perte qui résulte des frottemens occasionnés par l'usage des pompes à air , à eau , etc. , etc. »

« La machine que nous venons de décrire sera bien moins coûteuse que la machine à vapeur , surtout si elle est construite spécialement pour élever de l'eau ; elle est donc très-propre pour remplir les réservoirs , et à être employée au dessèchement des marais , etc. , etc. Les dépenses d'entretien seront aussi bien moins considérables que celles d'une machine à vapeur ; et quand elle pourra être accidentellement dérangée , il faudra peu de temps , et très-peu de dépense pour lu réparer. »

En examinant les effets de cette machine, on ne peut, jusqu'à un certain point , lui refuser son approbation. Car l'inventeur est certainement parvenu à opérer le vide par la combustion, et à en tirer parti d'une manière différente et plus commode que toutes celles qui ont été essayées jusqu'à présent , au moins à

notre connaissance. Quant à la possibilité de voir cette machine entrer en concurrence avec la machine à vapeur , c'est une question que nous laissons au temps et à l'expérience à résoudre. On assure que l'intention de l'auteur est d'appliquer les effets du vide produit par sa méthode au mouvement d'un piston dans le cylindre. S'il y réussit, il lui sera bien plus facile d'employer utilement celle puissance , et sa machine pourra servir particulièrement au transport des hommes et des marchandises.

TABLE