MOTEUR SULZER

La tige du piston traverse le couvercle et le fond du cylindre, du côté opposé aux glissières ; cette tige est percée

Fig. 84

pour recevoir la tige beaucoup moins grosse de la pompe à air. Naturellement le piston de la pompe a la même course que le piston moteur, son diamètre est 0™, 180. Le tuyau d'in-

MOTEUR BÈDR. 211

jectîon a un diamètre de 0"',055, et le tuyau de vidange de 0",130. Les soupapes sont en caoutchouc.

A Vienne, la machine Sulzer était loin de faire toute sa Force, ainsi que le démontrent, les courbes de détente que nous avons relevées nous-mêmes la veille du passage du jury. L*examen de ces courbes fera ressortir l'avantage d'une distribution dont les orifices d'arrivée de vapeur sont fermés brusquement. 11 n'existe, comme on voit, aucune dépression sensible au point de départ de la détente.

D'une série d'expériences faites sur des machines tout à fait semblables à celle exposée, il résulte que la consommation de vapeur (5^,27 de pression par centimètre carré) n'a pas dépassé 8^5 par force de cheval et par heure. Ce qui, avec une bonne chaudière, correspond à environ 1 kilogramme de charbon .

Citons parmi les applications importantes les deux machines, ie 200 chevaux chacune, en service depuis trois ans aux grands moulins d'Augsbourg, qui, au dire des constructeurs, n'ont jamais subi le moindre arrêt depuis leur installation.

Machine à Tapear horizontale exposée par la niai«on Bédé et C«, de Jfevwîerm. — La machine qui donnait le mouvement aux divers outils exposés dans la section belge sortait des anciens ateliers Houget et Teston, aujourd'hui Bède et C% et avait été combinée par MM. Bède et Farcot (1).

Mous la représentons en ensemble et en détail planches 22 et 23.

(I) Le premier brevet pris en France par M. Bède, le 15 mai i87f , sous le numéro 91788, précise ainsi le problème qui! cherchait à résoudre : « On peut leprocher deux choses aux machines Corliss : 1° la pression que le régulateur doit exercer pour soulever les pédales est à peu près verticale, c'est-à-dire dans le sens même de son action, de sorte que la réaction tend à soulever le régulateur et Fempèche d'agir convenablement; 2^ elles ne permettent pas de commencer la détente après la moitié de la course du piston. i>

Le deuxième brevet pris par Farcot, le 30 décembre 4871^ porte lo numéro 99673 ; ce brevet a eu huit additions, lu dernière est du 17 septembre 1873.

Comme dans la précédente, la pompe est actionnée directement par le prolongement de la tige du piston et le bâti est de forme américaine.

Le cylindre est en quatre pièces réunies par des joints en caoutchouc logés dans des gorges. Ces quatre pièces sont : 1* le cylindre proprement dit, fait en fonte très-dure ; 2" l'enveloppe qui entoure le cylindre et qui reçoit la vapeur directement du générateur; 3° le fond ; V" le couvercle. Le fond et le couvercle s'ajustent avec le cylindre et son 'enveloppe au moyen de huit boulons; ces pièces contiennent les tiroirs d'admission et d'échappement (voir le détail de leur assemblage, pi. 23).

Les tiroirs d'admission sont oscillants (système Corliss), ils s'ouvrent sous l'action d'un mécanisme spécial et sont fermés brusquement par des ressorts, au moment déterminé par le régulateur. Les tiroirs d'émission sont également oscillants ; les orifices qu'ils couvrent et découvrent sont placés à la partie inférieure des cylindres pour laisser un libre écoulement à l'eau de condensation.

La distribution se faitpardeux cames, l'une pour l'admission, l'autre pour l'échappement. Ces cames sont fixées sur un axe vertical conduit par un arbre horizontal analogue à celui de la machine Sulzer, placé comme celui-ci à la hauteur de l'axe du cylindre et recevant le mouvement de l'arbre moteur au moyen de deux engrenages coniques.

Les cames ont la forme la plus convenable pour ouvrir rapidement les orifices. De plus, comme elles sont indépendantes, il est facile de caler la came d'admission de telle façon que la vapeur puisse entrer dans le cylindre pendant les huit dixièmes de la course du piston et celle d'échappement, de manière a prolonger le temps d'ouverture de l'orifice pendant presque toute la durée de la course.

La distribution est des plus simples et peut se comprendre par la seule inspection du dessin. Quand le système est dans

la position indiquée par la coupe longitudinale (pi. 23), le piston est à moitié course et se dirige du côté gauche ; le tiroir d'échappement de gauche est ouvert, les trois autres tiroirs sont fermés ; la came supérieure, qui agit dans un cadre, pousse sur un taquet en acier, par l'intermédiaire d'une pièce articulée en forme de corne garnie également d'une plaque d'acier; les ressorts se compriment petit à petit et l'orifice d'admission s'ouvre quand le piston arrive à la fin de sa course. La came continue de pousser la corne jusqu'au moment où celle-ci rencontre une buttée dont la position est soumise directementà l'action du régulateur. A cet instant, la corne oscille et le déclanchement a lieu. L'orifice est aussitôt fermé par l'effet du ressort. Le piston à air ne sert que de coussins pour amortir le choc.

La soupape reste dans cette position jusqu'à ce que la came ramène le cadre et la corne, qui se met de nouveau cd contact par son propre poids, et l'effet recommence.

La pression des ressorts se règle au moyen des écrous qui fixent les tiges du cadre.

Le régulateur est du système Proell, il est commandé par l'arbre vertical des excentriques ; la traverse qui porte les deux buttées de détente est suspendue au manchon par deux barres rigides. Comme cet organe agit sans intermédiaire, il n'a presque pas d'effort à exercer pour produire le déclique tage des tiroirs ; il a aussi l'avantage d'être le plus simple de tous ceux employés dans les machines Corliss.

Les tiroirs d'admission et d échappement étant logés dans les fonds du cylindre, la vapeur trouve pour entrer et sortir un passage des plus directs. Les espaces nuisibles sont nuls. L'enveloppe de vapeur a une capacité considérable, et la construction particulière du cylindre le met à l'abri des ruptures et des fuites qui se produisent souvent dans les cylindres coulés avec leur enveloppe.

Le mouvement intérieur des tiroirs est reproduit à l'extérieur par des disques fixés aux tiges et par des traits gravés sur

leurs supports. On peut ainsi suivre continuellement les conditions de la distribution et s'assurer des dérangements qu'elle peut éprouver.

La machine exposée à Vienne avait un piston de 0",450 de diamètre et de 1 mètre de course. Elle faisait 45 tours à la minute.

Le palier principal avait ses coussinets formés de quatre pièces avec coins de serrage.

Le condenseur était placé directement derrière le cylindre. Lé manomètre indicateur de vide marquait 0",70 avec une grande fixité.

Les presse - étoupes des machines Bède et Farcot sont doubles, ce qui les rend plus étanches et facilite leur graissage.

Les couples d'engrenages qui commandent l'arbre régulateur sont à dents de bois et de fer, une expérience de plusieurs années a montré aux constructeurs que l'usure des dents en bois était tout à fait insensible. La machine marche sans autre bruit que le tic tac produit par la fermeture rapide dfô tiroirs d'admission. Ce bruit môme pourrait facilement ôtre réduit, mais il est préférable de le maintenir, parce qu'il permet au machiniste d'entendre si l'allure de la machine est bien régulière.

On a fait à la machine Bède et Farcot le reproche d'avoir un piston presque inaccessible. Il est vrai que les couvercles renfermant les tiroirs sont plus lourds que des couvercles à enveloppes ordinaires, mais il n'y a aucune difficulté sérieuse à faire ni à défaire un joint à double contact, pas plus qu'à faire glisser sur la tige des pièces pesant 600 à 700 kilogrammes. La visite d'un piston bien fait n'a pas lieu une fois chaque année, l'on profite de l'occasion pour vérifier les tables des tiroirs. Deux hommes peuvent parfaitement faire ce travail en quelques heures, le reproche d'inaccessibilité n'a donc rien de fondé.

Nous devons ajouter que, dans son brevet primitif, Farcot faisait le cylindre et l'enveloppe d'une seule pièce et logeait

MOTEDR DINGLER. 2IS

Ips tiroirs dans le cylindre ; co n'est que par une addition du 25 juillet 1872 qu'il modifia celle première disposition et qu'il rail les tiroirs dans les couvercles. Depuis l'ouverture do l'Exposition, les inventeurs prirent, le 16 septembre 1873, un nouveau certifient d'addition ofi le cylindre est, comme au brevet principal, fondu d'une seule pièce avec son enveloppe et son fond. Le tiroir d'échappement, au lieu d'ôtre en dessous, est placé dans le fond même, et celui d'arrivée dans la paroi du cylindre.

Deux importants perfectionnements sont encore décrits dans cette dernière addition : 1° le ressort fi air est rempkcô par un ressort à vapeur à introduction mécanique ; un cavalier mobile sert à régler les galets de déclanchement; 2° au lieu de glisser sur leur plaque, lesch;isslsde distribution, qui suivent les mouvements de la came, sont munis de galets de roulement.

Signalons aussi, dans une addition du 23 août 1873, une disposition de tiroirs plans en remplacement des tiroirs cylindriques, sans changement dans la distribution.

nncbinc horizontale de uiiigier. — La machine » vapeur envoyée par Dingler, constructeur à Zweibrlikcn, est du système Woolf; elle a élé inventée par M. Elirhardl, l'ingénieur de Dingier.

Pour nous, qui avons étudié eu détail les principales machines exposées ù Vienne, nous n'aurions pas hésifé à donner la palme ù celle-ci, à cause de sa nouveauté, do son bon fonctionnement et de sa faible consommation de vapeur.

Avant de décrire celte machine, résumons la note on l'inventeur expose SCS idées sur l'emploi économique de la vapeur.

D'après M. Ehrhardt, tous les avantages de la haule pression L't de la grande délente ne peuvent fitre obtenus dans les machines à un seul cylindre, en raison du poids très-élevé des différentes parties mobiles, relativement à la pression moyenne dans le cylindre. Une pression initiale très-élevée produit beaucoup de frottement sur les surfaces eu contact, ce qui

216 HOTETR DINGLER.

diminue notablement l'effet utile. En outre, par suite de la différence de température entre la vapeur à Tintroduction et celle à l'échappement, une certaine quantité de vapeur est con< denséeen entrant dans le cylindre et est vaporisée de nouveau à lextrémité de la course pour se rendre inutilement dans le condenseur ; ce qui est encore une cause de perte de force très* appréciable. Enfin les pistons et les tiroirs, après quelque temps de service, ne sont plus parfaitement étancheset laissent passer, sans l'utiliser, une partie de la vapeur du générateur dans le condenseur. Cette perte est toujours la même pour un temps déterminé, quelle que soit la Wtesse de la machine; elle dépend de la forme des pistons et de la différence de pression entre la chaudière et le condenseur. Une machine à haute pression et à jurande vitesse perd proportionnellement plus de vapeur qu'une machine à moindre pression et à faible détente. L'influence de cette perte est telle, qu'avec une machine ordinaire, depuis longtemps en service, elle arrive souvent à annuler les avantages de la hante pression et de la grande détente.

M. Volkers, ingénieur allemand, a fait une série d'expériences sur deux machines de même dimension, fonctionnant à des pressions, à des délentes et a des vitesses différentes, et a trouvé les résultats suivants :

V Avec une vitesse de 30 révolutions par minute.

Diamètre des pistons 0",40 0",40

Course des pistons l-,00 1",00

Pression initiale de la vapeur en kilogrammes. 4^ ,00 6^ ,10

Force en chevaux mesurée au frein 28<^*,85 26«*»,75

Vapeur dépensée par heure 595^ ,375 500^. .762

Va;.eur ulilis'O par heure 307 ,812 224 ,730

Vapeur pcr lue par heure fuite des liroirs,

d.s pi-ions. etc.; 287 ,663 276 ,032

Happorl outre la vap*.*ur totale dépensée et la

vafKîur ['f rdue 100 : 48 101 ; 55

MOTEUR DINGLER. 217

2* Avec une vitesse de 60 révolutions par minute.

Machine Machioe

Force en chevaux ' . 57«»»70 53«^50

Vapeur dépensée par heure 906'^,00 726S00

Vapeur utilisée 616 ,00 450 ,00

Vapeur perdue par les fuites 290 ,00 276 ,00

Rapport entre la vapeur dépensée et celle

perdue 100 : 32 100 : 38

M. Volkers conclut de ces résultats que réconomie à réaliser, dans le cas d'une forte pression et d'une détente prolongée, ne compense pas la plus-value de premier établissement, ni l'augmentation de la dépense d'entretien.

Quoi qu'en puisse dire M. Volkers, nous croyons qu'il a dû opérer sur des machines mal construites, mal entretenues et mal conduites. II nous est difficile d'admettre qu'une machine à vapeur sortant des ateliers de Cail, de Fives-Lille, du Creusot, de Farcot, de Boyer, de Le Gavrian et de tant d'autres, laisserait perdre la moitié de sa vapeur par les pistons et les tiroirs, après un an de marche .

Toujours est-il que cette cause de diminution dans l'effet utile est des plus sérieuses, et qu'il y aurait lieu, pour en connaître toute l'importance, de faire des expériences directes sur des machines fonctionnant depuis plusieurs années et essayées à leur début.

Les observations personnelles de M. Ehrhardt l'ont amené à établir la conclusion suivante : une machine à un seul cylindre^ marchant à une vitesse normale de 50 à 60 tours^ doit, pour donner son maximum d^ effet utile, recevoir la vapeur à 6 kilogrammes et demi de pression et là détendre pendant les sept huitièmes de la course.

Dans une machine à un seul cylindre, à condensation et à détente, la seule source d'économie est dans l'augmentation de vitesse du piston, qui doit être proportionnelle a l'accrois-

218 MOTEUR DINGLER.

sèment de pression et de détente. Cela peut s'appliquer également aux machines Woolf, avec lesquelles toutefois rextrême vitesse de marche n'est pas indispensable.

Les avantages des machines Woolf sont les suivants : la différence entre la pression à l'arrivée et à l'échappement se divise en deux parties par l'effet des deux pistons et ses conséquences préjudiciables se trouvent amoindries. La pression sur la manivelle est plus uniforme et le mouvement plus régulier, ce qui assure aux organes une plus longue durée. Comme le petit cylindre n'est jamais en communication avec le condenseur ni le grand cylindre avec la chaudière, la perte de vapeur par condensation et réévaporation est réduite de moitié. Les fuites des pistons sont moindres, et lorsque le petit piston laisse passer de la vapeur, elle est utilisée presque entièrement dans le grand.

Dans les machines à haute pression, les dimensions des cylindres étant proportionnellement petites, il faut agir à grande vitesse, si on veut bien utiliser la vapeur, môme dans une disposition Woolf, et, comme les distributions en usage ne donnaient pas satisfiiction à M. Ehrhardt, il a préféré adopter des tiroirs tournants, ayant une grande analogie avec ceux de Spineux (1) et ceux de nos nouveaux moteurs domestiques.

Notr(3 planche n** 24 montre l'ensemble de la machine Dingler et de détail de ses distributeurs.

Los deux cylindres sont fondus d'une seule pièce avec Tenveloppe du tiroir et du petit cylindre. Les deux manivelles sont calées à l'opposé l'une de l'autre. L'arbre moteur porte un volant-poulie à chaque bout.

La vapeur passe directement d'un cylindre dans l'autre sans chambre intermédiaire. Deux tiroirs placés obliquement à chacune des extrémités des cylindres suffisent pour opérer

(1) Les robinets distiibuleurs de Spineux sonl peu connus eu France. Ils peuvent cependant rendre de grands services. Un de ces appareils a fonclionné peudiiiil trente ans dans les aleUers do rinveulcur, à Liège.

MOTEUR DINGLER. 219

toute la distribution. Ces tiroirs, en forme de robinets, sont animés du mouvement circulaire continu que leur transmet un arbre horizontal au moyen de roues dentées hélicoïdales.

Cette partie de la construction a été surtout remarquée et appréciée par les gens compétents. Toute la transmission de mouvement s'opérait sans le moindre bruit et sans que la plus petite fuite puisse révéler que Ton agissait avec de la vapeur à 10 kilogrammes de pression.

Le régulateur système Porter était conduit par une courroie actionnant deux arbres horizontaux, formant entre eux un angle de 90 degrés et ne se superposant pas directement. Un guide tendeur (voir le profil de la machine) servait à maintenir cette courroie en place.

La vapeur arrive par Tenveloppe du petit cylindre et pénètre dans l'intérieur du tiroir par une série d'ouvertures dont l'amplitude est variable suivant la position du régulateur ; celui-ci agit, comme on le voit, non sur la détente, mais sur l'entrée de la vapeur dans le distributeur.

Les tiroirs sont à double lumière, ils possèdent les ouvertures nécessaires pour mettre successivement , suivant les règles d'une bonne distribution, la vapeur de la chaudière en communication avec le petit cylindre, le grand cylindre en communication avec le condenseur et les deux cylindres en communication entre eux. De même que dans les machines Sulzer et Bède, il ne reste jamais d'eau condensée dans les cvlindres.

Il est à remarquer que la vapeur ne tend jamais à faire coincer le tiroir dans son fourreau, qu'elle agit au contraire en sens inverse. Une buttée placée à l'extrémité des axes sert à régler leur frottement.

Le diamètre des cylindres est 0°',125 et 0",250; la course, de 0'",500, la pression effective de 10 kilogrammes, la détente dans le cylindre est ordinairement de 0'",40 de la course, celle

220 MOTEUR REINBCKE.

dans le cylindre à basse pression de 0*,65, ce qui correspond à une admission d'un dixième.

Le nombre de révolutions par minute est de H 5. Extérieurement, la machine semble n'avoir qu'un seul cylindre à deux tiges, comme cela se voit quelquefois dans les machines de bateaux. La pompe à air est mue par un excentrique, elle est, ainsi que le condenseur, complètement indépendante de la machine, qui peut marcher au besoin sans condensation. Pour mettre la machine en route, les constructeurs ont disposé un levier et deux tiges agissant sur les volants.

Les pistons employés par M. Dingler sont formés d'un disque mince portant un moyeu suffisamment fort pour y placer la tige et d'un pourtour cylindrique très-long et très-flexible. Ce pourtour, dépassant beaucoup le disque, est pressé par la vapeur alternativement à droite et à gauche et conserve au piston une étanchéité plus parfaite et surtout plus durable que les ressorts ordinairement en usage.

Une machine semblable à celle exposée à Vienne fonctionne depuis deux ans dans les ateliers du constructeur et n'a encore donné lieu à aucune réparation.

La garantie de consommation est, pour une force de 40 chevaux et au-dessus, de 8 kilogrammes de vapeur par cheval et par heure.