CONSTRUCTION DES MACHINES A VAPEUR

286. Formation de la 'vapeur. — La figure 229 représente une chaudière h vapeur sur son fourneau; le feu en frappe le fond et les faces latérales , dans la plus grande hauteur possible; car la quantité de vapeur produite dans un temps donné est proportionnelle à l’étendue de la chaudière qui est immédiatement chauffée.

d est le tuyau par lequel s’échappe la vapeur pour aller produire son effet mécanique , comme nous le verrons plus loin.

e est la soupape du modérateur ; elle s’ouvre ou se ferme au moyen d’une tige extérieure , et modère la dépense.

La vapeur se formant sans cesse , il faut que l’eau arrive sans cesse dans la chaudière, et elle arrive d’elle-même parla disposition suivante :

i i est un flotteur ; c’est une large pierre qui est soutenue à la surface de l’eau.

j j est le fil de métal qui soutient le flotteur ; il sort de la chaudière par l’ouverture j qu’il remplit exactement, mais dans laquelle il peut glisser.

k k' est un levier; à sou extrémité k vient s’attacher le fil du flotteur , et à son extrémité k/ s’attache la tige de la soupape m.

h , soupape qui se lève quand le flotteur descend , et qui se ferme quand il remonte.

h 11 , réservoir alimentaire. Quand la soupape m se lève , l’eau de ce réservoir descend dans le tuyau 1 1.

APPENDfCE.

i 1, tuyau alimentaire qui amène l’eau du réservoir jusqu’au tond de la chaudière.

o, cylindre de fer en forme de seau, soutenu par la chaîne p p qui passe sur deux poulies , et qui s’attache à un registre.

Si la pression de la vapeur est trop forte, elle refoule l’eau de la chaudière dans le tuyau alimentaire 1 1 , la seau de fer o est soulevé, et le registre descend pour fermer plus ou mois l’ouverture de la cheminée , et modérer ainsi l’activité du feu.

s est une soupape de sûreté; quand elle est soulevée par un excès de pression , la vapeur qu’elle dégage passe dans la cheminée par un tuyau latéral.

ff sont deux robinets d’épreuve.

b c est le manomètre qui marque la tension de la vapeur; on le voit plus en grand au dessus de la place qu’il occupe dans la figure 2*29.

c' est le trou de l'homme', c’est une ouverture par laquelle les ouvriers descendent dans la chaudière pour la réparer ou pour la nettoyer.

v est un robinet pour vider la chaudière.

Il y a des chaudières d’une tout autre forme. Les figures 200 et 23 1 représentent la chaudière qu’on appelle le houilleur , de Wolf; elle se compose de huit cylindres en fonte (Fig. 23 1 ) disposés horizontalement et en croix audessous d’un grand cylindre horizontal aa ( Fig. 23o ) auquel ils communiquent par des tubes verticaux. Le foyer est en B , et la flamme passe alternativement au dessous d’un tuyau et au dessus du suivant; de cette manière on a une très-grande surface en contact avec le feu. La vapeur formée dans les bouilleurs s’élève pour aller produire son effet mécanique; et une pompe foulante refoule sans cesse de l’eau pour la remplacer.

287. Action de la vapeur . • — -La figure 208 représente une machine de Walt. La vapeur , formée comme nous

venons de le dire , s’échappe de la chaudière par le modérateur , et vient se répandre dans le corps de pompe cc , pour produire son effet mécanique sur le piston r'. La vapeur arrive , agit et se détruit ; et tout ces phénomènes se produisent d’eux-mêmes avec une régularité merveilleuse que nous allons essayer de faire comprendre.

p' est le piston. On voit dans la figure 282 le détail de sa construction. Les figures 288 , 284 et 288 représentent des pistons de différentes espèces.

t , tige du piston.

cc, cylindre ou corps de pompe , parfaitement rodé , dont le piston parcourt toute la longueur , alternativement , de haut en bas et de bas en haut. Il y a deux ouvertures u et v par chacune desquelles la vapeur peut entrer et sortir.

c c' , autre cylindre que nous appellerons enveloppe , parce qu’il enveloppe en effet le cylindre c c; il reste entre eux un espace annulaire dont on voit la largeur dans la figure ; c’est là que la vapeur arrive directement en sortant de la chaudière. II n’y a point de communication immédiate entre l’espace annulaire et le cylindre c c. ( Voyez le plan , Fig. 289. )

t est le tiroir, qui est représenté plus en grand dans les figures 236 et 287. On en voit le plan en t, Fig. 289. C’est un demi-cylindre vertical qui peut monter et descendre. Dans la figure 236 , il est au dessus de sa course , et il est au bas dans la figure 287. Il y a dans le tiroir des appendices en d' et en d", Fig. 287 , qu’il est important de considérer. Quand o est au dessous de l’ouverture u Fig. 287, d" est au dessous de l’ouverture v; de même quand d' est au dessus de l’ouverture u, v" est aussi au dessus de l’ouverture v.

s, Fig. 286, 287, 288, est une soupape toujours ouverte; c’est un autre modérateur par lequel la vapeur sort de l’espace annulaire pour passer au dessus ou au dessous

APPENDICE

du piston ; au dessus , quand le tiroir est au dessus de sa course , Fig. 256 , et au dessous quand il est au Las de sa course , Fig. 207.

k, condenseur où la vapeur arrive par les conduits v" et v ; l’eau échauffée par la condensation de la vapeur passe par la soupape e , et se trouve enlevée par la pompe d’épuisement pp.

Dans la position que représente la figure 2 38, le piston p' est en chemin pour descendre ; le tiroir t est au dessus de sa course, comme dans la figure 256; la vapeur arrivée de la chaudière dans l’espace annulaire passe par la soupape s , entre par l’ouverture u , se répand dans le cylindre cc , et presse le piston pour le forcer \ descendre; en même temps l’ouverture 0 est libre , l’espace qui est au dessous du piston communique au condenseur par les conduits v' et v” , et déjà toute la vapeur est condensée, et le piston peut descendre librement.

Quand le piston sera au bas de sa course, le tiroir descendra pour prendre la position de la figure 237; la communication sera fermée entre la soupape s et l’ouverture u; au contraire , elle sera établie entre la soupape s et l’ouverture 0; ainsi, d’une part, la vapeur qui est au dessus du piston ira se liquéfier dans le condenseur , en passant de u en v et v" ; et, d’une autre part, la vapeur affluant par l’ouverture v fera, sans obstacle, remonter le piston jusqu’au dessus de sa course.

Voilà comment s’établit le jeu alternatif du piston; et les pièces de la machine sont combinées avec tant d’art et de génie que , l’impulsion une fois donnée , la main de l’homme peut se reposer; chaque levier se lève à son tour , à l’instant où il doit agir , et tous ces mouvemens, si nombreux , si variés , si compliqués , s’accomplissent d’euxmêmes avec une admirable précision.

288. Communication du mouvement. — La force de la vapeur est maintenant dans la tige du piston; c’est là qu’il

faut la prendre pour la faire passer jusqu’au lieu où elle doit agir , soit à l’extrémité de la roue du bateau à vapeur, soit sur le grain de blé qui doit être moulu, soit dans les cylindres qui doivent laminer les métaux, soit aux instrumens tranchans qui doivent façonner le bois et faire des pièces de menuiserie , etc. , etc.

mno l est un rectangle dont les angles sont mobiles, et qui s’attache à l’extrémité l du levier li/. il', levier mobile autour de l’axe x.

F, bielle solide, qui s’attache à la manivelle g, et au moyen de laquelle l’axe Y , qu’on appelle arbre de couche , reçoit un mouvement de rotation.

v v , volant destiné à régulariser le mouvement.

Le mouvement alternatif du piston pressé par la vapeur, se trouve ainsi transformé en un mouvement de rotation continu et uniforme, imprimé à l’arbre de couche; c’est là qu’on le prend ensuite pour le transmettre , par les moyens mécaniques ordinaires , jusqu’à la résistance qu’il doit vaincre.

FIN DE LA PREMIERE PARTIE DES ÉLÉMSNS DE PHYSIQUE Et DE MÉTÉOROLOGIE.