GIAP. IV. — CONDENSEUR ET POMPE A AIR

a piston^ et elle ne prend Teau qu'une fois par double parce que c'est une pompe à clapet, qui se charge eu Luit, et qui n'élève Teau qu'en remontant. La soupape à ï empêche qu'elle ne refoule l'eau dans le condenseur sUe descend. Cette disposition a un inconvénient , parce &ît là, au-dessus du clapet, un matelas d'air qui ote à pe une partie de son efficacité,

1 chaude arrive dans la bâche \f\ d'où elle se dégage par -plein ; mais en même temps, du fond de la bâche part a ^ qui la conduit à la pompe alimentaire. rue les boîtes à étoupe donnent des fuites, par où l'air

au condenseur, ou lorsque la pompe à air fonctionne i!ea aperçoit à la puissance de la macliine, qui est plus a affaiblie ; mais comme on pourrait attribuer cet aÂai- Ht à une tout autre cause, il est essentiel de connaître à iHtant la pression qui reste au condenseur ; on y parle mettant en communication avec la partie supérieure a barométrique dont l'extrémité inférieure plonge dans tie pleine de mercure. Quelquefois cette communicaiblit directement (Pl. 11, Fig. 9); d'autres fois elle ndirectement au moyen de l'appareil qui est représenté Igare 8 (Pi«« H)* Le tube intérieur, ouvert en haut, [|ue en bas avec le condenseur, tandis que le tube extéxié en haut, plonge en bas dans une cuvette pleine de cfui reçoit la pression de l'air. Si le vide était fait dans «eur le mercure s'élèverait entre les deux tubes à la ieur du baromètre. Ce qui manque à cette hauteur est

du mélange gazeux qui reste dans le condenseur. ^ft— <^otaIge» — C'est une pompe aspirante et foulante Jongeur. On voit en \f la soupape d'aspiration, en x le

x' la tige du piston, et en x* la soupape de refouletube qui est au delà communique avec la chaudière. , d*e»« fteldo. — C'est en général une pompe aspiiante ou une pompe aspirante élévatoire qui prend l'eau nuits ou dans une source. Le corps de cette pompe est •rière la pompe alimentaire, parce que les tiges des pisœs deux pompes viennent s'attacher à la demi-longueur oiaer du coté de la bielle. On voit en / le tuyau horifar lequel elle verse l'eau dans la bâche.

ses UVKE II. — CHALEUR. — PREnËRE PARTIR.

G*HTa>BeBv •■ Hodératear A l*r«« cealrUage.-^ C'est une sorte de losange articulé (Pl. 1 2, Fig. 2), dont les deux eûtes supérieurs z portent des boules pesantes, tandis que les deux côtés inférieuis ^ s'attachent à uu anneau qui peut couler sur Taxe Tertical z' ; quand l'anneau monte ou descend, il agit sur un système de leviers qui viennent fermer ou om-rir la clef m' qui est à l'entrée du tuyau d'arrivée de vapeur. C'est par là <]ue la machine se gouverne elle-même : en effet, c'est l'arbre du volant qui fait tourner l'axe vertical z\ et les boules elles-mèmei qui sont montées sur lui; s'il va trop vite, les boules participent à cet excès de vitesse, elles s'écartent davantage, ouvreot I» côtés z' du losange, et font monter l'anneau qui les attache ; aIoR> la clef m* tourne sur son axe pour diminuer l'introduction i& vapeur; au contraire, si le volant va trop lentement, la vitesse de l'axe s' se ralentît, la force centrifuge des boules devient moindre, leur poids les fuit retomber, les côtés z' du losange se ferment et font descendre l'anneau, qui par ce mouvement, rouvre la def m* pour augmenter l'introduction de vapeur.

Quant à la communication du mouvement entre l'axe s* et l'arbre du volant, elle se fuit <le diverses manières : ici Taxe s' porte une roue d'angle qui engrène avec une roue d'angle dont l'axe est horizontal et paruUèle à l'arbre du volant : un cordon» transmet le mouvement du second au premier, au moyen de deux poulies correspondantes.

■«eUB«B à kKBtc preaalon. — Les machines à haute pre^ sion ne diffèrent pas de la muchine que nous venons de décriie :

GIAP. lY. — MACHINES A HAUTE PRESSION. 369

idûnes de Woolf à deux cylindres, où la vapeur ne passe e grand cylindre que par détente , et après avoir produit Set dans le petit cylindre. Cette machine perdrait une de ses avantages, si Ton n'y employait pas de la vapeur au moins 4 ou 5 atmosphères de tension dans la chau-

divers systèmes se distinguent bien moins par la pression tr la disposition des pièces qui constituent le mécanisme , les appareils de distribution. . f^

ieateor des pressions. — L'indicateur des pressions, imantrefoispar Watt, a reçu de tels perfectiomiements, qu'il onrd'hui un instrument précieux et presque indispensable 90iistater la bonne construction d'il ne macliine et l'emploi nique de la vapeur. Cet appareil donne en effet le tracé que des pressions correspondantes i\ chacun des points de ne ascendante et descendante du pbton, par des dia-^ %es analogues à ceux qui sont représentés dans les fi- H, 10 et 11 (Pl. 12). La ligne horizontale ab représente iieur de la course du piston, divisée en dixièmes, et la ligne le ac représente les pressions en atmosphères ou en kiloles par centimètre carré , ces pressions étant estimées en la pression atmosphérique , en sorte que 1 désigne une hère au-dessus de la pression atmosphérique, et — 1 une a au-dessous de la pression atmosphérique, et par conséle vide parfait. La ligne supérieure du diagramme reprées pressions qui s'exercent au-dessus du piston pendant ne descendante ; ainsi la figure 9 correspond à une di^ >n à pleine vapeur , où le piston a éprouvé sans cesse une n réelle de 2 atmosphères, tandis que les figures 10 et 11 rendent à des distributions à détente^ la détente ayant îDcé entre 2 et 3 dixièmes de la course descendante, et, r de cet instant, la pression primitive de 2 atmosphères diminué à peu près régulièrement, conmie l'indique la iblique et pres([ue droite ef» La ligne inférieure fg repréles pressions pendant la course ascendante du piston; la 9 correspond au cas où la condensation se ferait brusqueît d'une manière complète ; alors le piston, en remontant, toute sa course avec le vide au-dessus de lui ; puis, revenu nmet, la vapeur reviendrait brusquement sur lui avec l. 24

370 UVU IL — CHALEUR. — PBEMiÈRE PA&TK.

2 atmosphères pour reproduire un autre diagramme gafipêieSl au premier; les figures 10 et 11 correspondent à une condensatiou progressive telle qu'elle a lieu en réalité. On voit par Tobliquité de la ligne fg que la pression a diminué progressivement pen* dant que le piston est remonté de -jL à ^, etc. ; et qu'arrivé près du sommet de sa course , le vide était presque complet dans la figure 11, et un peu moindre dans la figure 10.

En montrant quel a été Tordre des pressions pendant course entière, ces diagrammes apprennent si la distribution et i: condensation s'accomplissent comme il convient; mais de plus il est facile de voir comment ou en peut déduire la pression mojreww efficace y c'est-à-dire qui produit le mouvement; et conune d'ailleurs on observe aussi la vitesse du piston, l'on a la force et le chemin parcouru, ce qui permet de conclure la puissance de la machine.

Les figures 6 , 7 et 8 représentent l'appareil qui trace les diagrammes dont nous venons de parler. Il se compose d'un tambour a, qui tourne sur lui-même, faisant environ | de révolution dans un sens, pendant que le piston de la machine descend, et autant en sens contraire pendant que le piston monte, et d'un crayon b qui , en s'appuyant toujours par un ressort sur le papier qui couvre le tambour a, y trace le diagranune. H reste à voir maintenant comment le crayon monte et descend quand la pression augmente ou diminue dans le cylindre de la madiine , et conunent le tambour reçoit lui-même son mouremeot de rotation pour avoir les mêmes périodes de vitesse que k piston.

La pièce qui porte le crayon est fixée sur la tige c d*un petit piston d (FiG. 7), très-juste et très-mobile, qui est mis en coiih muuication avec le cylindre au moyen du robinet e. hofrsffit tout l'appareil a été ajusté sur le chapeau du cylindre de k machine au moyen de la vis /*, il suffit d'ouvrir le robinet ^pov que, l'équilibre de température étant étabU, le petit piston^ reçoive précisément la pression qui a lieu dans le cylindre; k ressort g qu'il comprime en s'élevant , permet de régler et de graduer ses mouvements ; son élasticité est telle qu'il est au rqpoi quand la pointe du crayon correspond au zéro de Téchelle h (FiG. 6), et que la pointe du crayon correspond aiuL difi* sions 1,2,3, etc. , quand il y a sous le petit piston d des pi^

». nr. — - INDICATEUR DES PRESSIONS. S7i

tl^^S, S atmo^bères, la pression atmosphérique s'exei^ant i 5iir sa fisLce supérieure.

iBubour a, qui doit tourner avec une vitesse toujours pronelle à celle du piston de la machine, est mis en mouvez B la manière suivante : une large poulie / (Fig. 8 et 6), ne cxvde nkj qui fait, dans une gorge héliçoïde, autant n qu^il en îaxit pour que sa longueur enroulée soit plus qpie la course du piston; et l'extrémité de cette corde icher à la tête de la tige du piston; cette corde se déyodant que le piston monte, et s'enroule pendant qu'il . Sur l'axe de la poulie / (Fig, 8), est un manchon Z', ne avec elle, et sur lequel s'enroule ou se déroule une coi'cle d qui a sr>n autre extrémité attachée à la poulie /, la base du tambour a (Fig. 7). Un petit tambour m ,

^laDS celui-ci et renfermant un ressort spiral, sert à is deux cordes «f et ^/< , et à faire tourner en sens conpoulie i et le tambour a pendant que le piston descend. ; l'indicateur des pressii^ns, perfectionné par M. Combes. à M- Morin d*autres perfectionnements qui permettent successivement plusieurs diagrammes sur un papier niais alors le mouvement de ce papier est uniforme , il

régie pnr la vitesse du piston.

c 3. — Machines locomotwes (Pl. 13).

Jne locomotive se compose d*unc chaudière et de deux à vapeur agissant à la pression de 4 atmosphères 4 ou bères et sans condensation. Cet ensemble est porté sur cadre ou châssis horizontal de bois ou de fer, qui -même sur les essieux de deux paires ou de trois paijes Daiis la plupart des locomotives le cadre est extC" Bt-à-dire qu'il porte sur l'extrémité même des essieux, les roues en dedans; quelquefois cependant il est i/i/e- Ujsse les roues en dehors; dans ce cas, les coussinets »l5 il porte embrassent Tessieu près de la face intérieure

nx des roues.

,ux maclûnes à vapeur sont toujours symétriquement

raient de la locomotive ; chaque pistou porte une

aiaque bielle a^t sur une manivelle. Quelquefois, dans

loûves à cadre intérieur, ce sont les rayons des deux

BTi tXnX n. — CHALEOIt. — PRSnÈBB »Aim.

rovar oom^ondantes qui servent etn-mêmes da muûvelles; alon la Inelle et U tige du pistou sont en ddiois. Ia pnimiice de la VRpeur, m imprimant aux piaton§ le nourement «Itenutif ) kaprima le mouvement de rotation aux romet motricei on am ftmea qv mrent de manivelles ; nuis dles De tooment pas Bur place ; l'adhérence des roues sur les raik fince la ciroonffrrenoe à se développer, comme si le rail était une crémaillèie et la rooe elle mfline une roue dentée. De là réwlte le^mouvement de tiuilation dan» tont le système. La vitesse dépend du uodh bre. de*' eoop» de piston et du diamètre des roues motrices : po^ diaque douUe coup, la roue fait un tour, et la locomotive s'avance 3e tout le développement de la roue, c^esfr4-dire d'une ciruonWwpeê , à moins qu'il n'y ait un peu de glUeement de b rone enr le raS , ou de UmpM perdu , ce qui arrive quelquefo* par lerf pvrea et les brouillards, ou quand on diarge la locomotrve de coDdmre un train qui offre trop de résistance.

SoieBt 4 le diamètre de la roue exprimé en mètres, dm sa €irconfibenoe , n le nombre des coupa doubles de piston par seconde, le cbimin parcouru par la locomotiva est

md^mV-^ SfiOOiu^enl*, et 3,6 n<A(*^ «» 1*.

On a onlinaîremeni (/=;1°,40; (/7i=4",40; ainsi, pour un coup double par seconde , la locomotive fait 15'"™,84 ou environ 1 16 kilomètres à l'heiu'c, et il faut donner 3 coups doubles imt seconde pour obtenir 48 kilomètres ou 12 lieues à l'heure. La course du piston est de 40 ceutimi'tres dans les petites machi-

GHAP. IV. — HAGHINES LOCOMOTIVES. S7S

r soni croisés : quand Tune y passe, l'autre a soa maximum

Ds les systèmes de locomotives les plus répandus , et parti-

ement dans celui de Stephenson qui est représenté dans la

be 13, les deux cylindres étant dans Tintérieur du cadre,

yons des roues ne peuvent pas être pris pour manivelles ;

on est conduit à prendre pour les roues motrices un essieu

', et doublement coudé y comme le représente la figure 1,

eux coudes ayant des directions perpendiculaires entre

afin d'obtenir, comme dans le cas précédent, le croisement

ioints morts. Les deux bielles s'appliquant à ces coudes

le à de vraies manivelles, forcent Tessieu à tourner, et Tes-

dans sa rotation, emporte les roues motrices qui sont fixées

ou

qui précède suffit pour faire compi*endre que la macliine

aotive est en réalité pareille à une machine à vapeur ordi-

1 haute pression , en ce qui tient aux cylindres , aux pis«

aiix bielles et aux manivelles , et qu'elle ne s'en distingue

udièrement que par la chaudière, par la disposition des

i et leur ajustement , et surtout par les modérateurs qu'il

[lettre sous la main du mécanicien , afin qu'il puisse , sans

et à chaque instant, accélérer ou retarder la vitesse, et au

I donner la vapeur en sens conti-aii-e pour éteindre plus

jtemeut la vitesse acquise par la masse énorme de la loco-

e et du convoi.

Bft allons essayer de donner une idée de cet ensemble si

usement combiné; nous prendrons pour exemple la ma-

à six roues de Stephenson; elle est représentée dans la le 13. La figure 10 est une élévation de cette machine; la

9 une coupe longitudinale; la figure 1 une vue en dosorsqu'on a enlevé la chaudière, et laissé cependant une n horizontale de la boîte à feu, à la hauteur du cadre; la

S une coupe transversale , par le dûme de prise de vapeur, it la ligne 1,1 de la figure 9; la figure 3 une vue par le de rayant , eu supposant seulement enlevée la paroi me 2,2 (Fig. 9); la figure 4 est la pompe alimentaire; la s 5 le frein du tendei* ; la figure 6 le mécanisme du channt de vitesse; la figure 7 remmauchemcnt des tubes de la ; la figure 8 la coupe plus en grand de Fun des cylin-

fri UTU n. — CHALBCI. — VKBXdlB PASTIE.

Am et êa aon piston , afin de fân Tmr la dsuâwiun. TcmM cet Sffmt lont, à quelques modifications pr^, et sur mw écMle Mmtti ceHes qw j'ii pubEées en 1S34 dn» le J*onef««ille dm CimaahmiBinf hnsqn^il n'existait encore «acmie pabficaâon de cegWMiid en Angleteire, TÙ en AUemgne; fyai eeolnBcnt iiiD'ttQnf Ml pu MiUionnenieiilx les pnB raoents»

■IM^^BB. — (FiG. 1 et 9) a est le piatm, fria tige, eh ImAe, d Ytamma coodé. Ce que nons TeiM»» de £re soffit pour firin OM^nodra le moirrement de ces jnèees.

'âÊB. CfeaBdUve •• ff^r, — Le corps de la flmidi^ est im cjIméIk de %Ue de fer de S",5 de kmg, sur l",ï de diamètre, tfm ■'iiigs^il [wi lu iotttJe l'avant ee, dans la fofteà fiamésy et par le ÀmT À terrien ëé dans la fto£te à /n. La fimme dtf h boite à inmA) se comprend par les figures S , 9 et 10. Les dns pltHafena ^nres font Taîr qne , de ce cdt^ , le cjbidre dé la dMmdih» Ml femtf par un fond plat, /", dont la moid^ infeieme edtpMWa de 150 trous pareils, très-rap[RO(i>À les ma des aatm. La fiarma de la botte i fen est représentée dans les figiBOi 1, f, • et 10; elle a la mtsaa apparence extérieure ^ela bofle t (oHiée, ri ce n*est qu'elle est plus profonde dans le soh de la tongaei» de la chau^ère ; maia en dedans die en lEOb* à pkiîeuii ^igards : 1* du côte de la boite à fca, le cfkAt famant le coups de la drandi^' n*a pas de fond, U cat aadem<mt rivé aTec elle par son bord e* ; S" 11 y a une enveloppe intérieure g^ qui en bfts, en h (Fie. 2 et 9), est douré de towrH pnits cxjntre l'enveloppe exlérieure , qui s'en sépare ensiriie f

CHAP. lY. — CHAUDIÈRE ET FOYER. 375

contre les parois des trous qui les reçoivent, et Ton parvient ainsi a rendre la chaudière parfaitement étanche. (Voy. Fig. 7, où ces détails sont représentés plus en grand.) Ces tubes , ainsi ajustés, servent de liaison entre la moitié inférieure du fond f et la paroi verticale correspondante de Tenveloppe intérieure g. Quant à la moitié supérieure du fond /*, qui, à raison de sa forme plate, ne pourrait pas résister à la pression de la vapeur, die est consolidée à son tour par de grands boulons de fer ff (Fig. 3 et 9) qui traversent toute la longuem* du cylindre , et Tiennent se fixer à la paroi verticale de Tenveloppe antérieure de la boite à feu. Ainsi assemblées et consolidées , ces diverses pièces forment une chaudière très-résistante, qui supporte habi* taellement 5 atmosphères, et qui sans doute pourrait résister à des pressions beaucoup plus fortes.

Ueau de la chaudière se loge , non-seulement dans la partie cylindrique , de manière à couvrir et envelopper tous les tubes ; mais, cooome le niveau tracé dans la figure 9 Tindique, elle couvre aussi la parde supérieure et horizontale de l'enveloppe g^ qui est elle-m^e consolidée par des cornières ou armatures ajoutées au-dessus, et elle pénètre partout jusqu'en A, dans Tin* tervalle de 1 décimètre qui sépare Tcnveloppe g de son enve* kqppe extérieure, à Texception toutefois de Tespace i qui est ré<» serve pour la porte du foyer. Le volume d'eau est d'environ 20 hectolitres, et la chambre à vapeur au-dessus du niveau d'environ 10 hectolitres.

Le feu se fiût dans Fintérieur de Tenveloppe g ; les barreaux delà grille sont en i (Fig. 1, 2, 9); on les charge de coke jusqu'à la hatiteur de la porte / ; cette contenance est de près de 7 hectolitres de coke , pesant plus de 250 kilogranmics; l'air pénètre par le dessous de la grille , traverse toute l'épaisseur du coke embrasé en activant la combustion, et les produits en* flanunés se précipitent par les 150 tubes pour arriver dans la boîte à fumée et s'échapper par la cheminée i'. C'est ici que l'ingénieuse idée de. M. Pelletan a reçu sa plus importante application : un jet de vapeur dirigé dans la cheminée par le tube di'échappementy (Fig. 3, 0), détermine un tirage des plus ac« tib; sans son secours , on ne serait peut-être jamais parvenu à donner aux locomotives les vitesses de 40 à 60 kilomètres qu'^elles prennent souvent sur la plupart des chemins de fer.

Dans l'impossibilibi absolue d'élever asst» la cliemince , on aurait été réduit à activer le feu par des soufHets ou des ventiluteuïs, et l'on comprend, pour les locomotives, toute riinperrt?<^ tioa de ces moyens. Dans l'intérieur de la cheminée est une Téritable clef de poêle/ : seulement, elle est percée d'un trou au centre , afin que , dans toutes liCS posiûons , la vapeur du tuytu d'échappement puisse passer. On l'appelle le pnpillo»; par des renvois de leviers le cliaufTeur la manœuvre à volonté. Elle sert à modérer le tirage ; de plus , quand on retire le feu , on la fenne, afin que le courant d'air froid ne produise pas sur la chaudière de fiUclieux etfuts de contraction , qui détcriniiu'raient des liiites.

Id surface de chaufTc est plus cfTicace dans les locomotim que dans les chaudières ordinaires, soit à cause de la nature du combustible , soit à cause de l'activité du tirage , soit à cause Je la forme elle-4nême de la chaudière. On estime que 1 mt-tiv carré de surface de cIiaufTc direotc dans le fuyer donne HOi 180 kilogrammes de vapeur par heure, tandis que I mt-lrc de chaufle indirecte dans les tubes donne seulement les -^, c'est-lidire à peu près 40 à .'ÏO kilogrammes. Or, dans la chaudière que nous décrivons , la surface du foyer est d'environ 5 mètres, la surface totale des tubes est d'ouvîrun 40 mètres, ce qui donae pour la surface réduite des tubes 40X-^=: 12 mètres, et p» conséquent, en somme, 17 mètres de surface de chaufîe. La force correspondante serait d'environ 17 chevaux si c'était une chaudière ordinaire; mais iet la force devient triple ou quadruiilr,