CHARPENTIER . — CHAUDIÈRE

charpente est composée, et l'on dit une charpente en fer, en fonte, etc .

Charpentier. Ouvrier qui coupe, taille, assemble et pose les bois destinés aux ouvrages de charpente. Les chefs ouvriers parmi les charpentiers s'appellent gâcheurs.

Les scieurs de long rentrent dans la classe des charpentiers , quoique leurs travaux n'embrassent qu'une très faible portion de l'art de la charpenterie.

Charron aoe . Art de construire les roues, caisses et trains de voitures : il participe à la fois de la charpente et de la ferronnerie. Les bois préférés pour le charronage sont d'abord l'orme, puis le frêne, le chêne et quelques autres essences liantes et fermes. Ces deux qualités sont indispensables à réunir dans la construction d'objets qui doivent être sans cesse exposés à des chocs et à des secousses. Bien que la fabrication des roues fasse partie du charronage ordinaire , elle en est détachée dans les ateliers où l'on construit les locomotives, diligences et autres véhicules employés sur les chemins de fer. On ne comprend, dans le charronage relatif à cette nouvelle espèce de voies de communication, que les caisses et trains de voitures, les cadres et leurs ressorts de suspension.

CHâSsxs. Ce mot est employé dans les machines comme synonyme de Cadre ou de Bâtis (Voyez ces mots). On lui réserve plus souvent la première acception, surtout lorsqu'il s'agit des locomotives et autres véhicules employés sur les chemins de fer.

Château d'eau. Réservoirs d'eau placés dans les gares et ateliers des chemins de fer pour l'alimentation des machines. La communication entre le château d'eau et la caisse à eau du tender s'établit au moyen de tuyaux de conduite aboutissant à des grues ou potences mobiles établies de distance en distance dans la gare.

Chaudière . Vase ou récipient métallique dans lequel on place un liquide pour le soumettre à l'action du feu , soit qu'il s'agisse de le vaporiser, ou simplement d'élever sa température. Je ne m'occuperai ici que des chaudières de machines à vapeur, c'està-dire de celles qui contiennent l'eau destinée à être convertie en vapeur et à communiquer, par son échappement sous cette forme, la force et le mouvement nécessaires au jeu des différentes pièces de la machine.

La chaudière d'une machine étant le lieu où se forme cette vapeur prend aussi le nom de générateur, et on la désigne dans les arts indifféremment par l'un ou l'autre nom.

Les chaudières se fabriquent en fonte, en tôle de fer ou en cuivre. La fonte est à peu près abandonnée aujourd'hui: la grande

m chaudière

épaisseur quu l'un est obligé de lui donner, rend le passage de la ç^aleur plus difficile et la pose première des chaudières plus chère. Cependant, dans un fourneau bien entretenu, la fonte offre l'avantage de durer plus longtemps que la tôle. La tôle de fer est la matière la plus généralement employée pour les chaudières : elle est moins chère que le cuivre , et bien qu'elle dure moins longtemps que celui-ci, elle est, en dernière analyse, plus économique. Le cuivre n'est employé que dans les cas où, le foyer devant être «J'une grande légèreté, on y supprime la maçonnerie, et les parois de la chaudière servent elles-mêmes de boite à feu. C'est le cas de? chaudières tabulaires des locomotives et de quelques bateaux à valeur. La tôle ne résisterait pas à l'action directe du combustible dans un foyer où )a température est portée à un degré très élevé, il faut nécessairement lui substituer le cuivre.

On peut diviser (es chaudières en trois classes suivant le degr$ de pression auquel la vapeur s'y produit, savoir : les chaudières à basse pression, qui produisent de la vapeur à une tension égale un peu supérieure à celle de l'atmosphère ; les chaudières a moyenne pression, dans lesquelles la vapeur a une tension de deux à quatre athmosphères ; et enfui les chaudières à haute pression, où la vapeur ne se développe que sous une pression supérieure à quatre atmosphères , et qui va souvent dans la pratique jusqu'à huit athmosphères et au-dessus. .

Quelle que soit la forme des chaudières, elles sont toujours munies d'un certain nombre de pièces communes à toutes, ce sont, 1° les tuyaux qui apportent Tenu d'alimentation ; 2° les indicateurs d'eau qui font connaître à chaque instant la hauteur du liquide pendant la marche de la machine; 3° les soupapes de sûreté qui règlent la tension de la vapeur ; 4° le manomètre qui indique cette tension ; 5° les robinets de vidange qui donnent issue à l'eau quand on veut nettoyer la chaudière ; 6° le trou d'homme,, prince assez large pour qu'un homme puisse pénétrer dans le corps 4e la chaudière et la visiter.

I<a disposition la plus avantageuse pour l'application de la chaleur du foyer à une chaudière consiste à les faire à fond plat. Car la chaleur qui produit le plus d'effet est celle qui , au moment où elle est produite par la combustion, arrive directement sur la chaudière. Cependant on ne donne presque jamais cette forme aux chaudières des machines à vapeur. Cela vient de ce que, dans la construction de ces appareils, on est obligé de satisfaire à d'autres .conditions que celles d'obtenir la surface de chauffe directe la plus

firande possible. Cependant, comme la condition d'utiliser la chaleur développée par le combustible est la plus importante de toutes, pn cherche toujours à travers les formes les plus variées à y satisfaire. Si l'on s'en écarte, c'est principalement pour obéir aux règles de la stabilité que doivent présenter des appareils soumis à des efforts souvent très considérables : ou bien encore c'est parce que Ton est gêné par le défaut d'espace. Ce dernier cas est celui dpe chaudières de locomotives et de bateaux à vapeur.

Les chaudières à basse pression ont ordinairement la forme d'un carré long ; leur partie supérieure est cylindrique et le dessous concave. La concavité de la face inférieure a pour but de présenter la plus grande surface possible à l'action directe du feu, en restant plus solide qu'une face plane qui ne tarderait pas à se voiler et peut-être à se rompre sous la double action du feu et de l'eau en ébullition. Quand la chaudière est grande, on y pratique intérieurement un ou deux conduits horizontaux, dans lesquels on fait circuler la fumée, avant de l'envoyer dans la cheminée, afin de la dépouiller de la plus grande partie de sa chaleur. Ces conduits ou cameaux intérieurs doivent être assez larges pour ne pas gêner le passage de la fumée. Ils ont l'inconvénient de s'engorger assez prpmptement de suie et de diminuer l'énergie du tirage et la capacité de la chaudière. Aussi ne les emploie-t-on pas lorsque les chaudières doivent avoir plus de 5 à 6 mètres de longueur, leur largeur correspondante étant de 4 m 50. Au-delà de ces dimensions il convient d'adopter une autre forme de chaudière, qui est généralement employée pour les pressions moyennes et que je décrirai tout à l'heure. Quelquefois on creuse aussi les flancs des chaudières à basse pression pour leur donner plus de résistance.

La figure ci-dessous représente la coupe transversale d'une chaudière ainsi construite. Sa forme est dite forme de tombeau

Les chaudières à moyenne pression ayant besoin d une plus grande résistance que les premières, sont cylindriques et leurs extrémités sont terminées par des calottes sphériques. Cette forme est également celle que Ton emploie pour les chaudières à haute pression. C'est celle qui présente le plus de solidité en même temps qu'elle permet d'avoir une grande surface de chauffe directe. H convientpour cela de leur donner un petit diamètre et une grande longueur. Quand on est obligé de dépasser le diamètre de 4 m 20 à im 30, auquel correspond une longueur cinq à six fois plus grande, il est préférable d'employer deux chaudières au lieu d'une. La dimension que je viens d'indiquer est celle de la chaudière d'une machine de la force de trente-cinq à quarante chevaux. Les chaudières cylindriques, comme les chaudières planes ou concaves, ont l'inconvénient d'exiger pour leurs réparations la démolition du fourneau sur lequel elles reposent, ce qui rend ces opérations extrêmement dispendieuses. De plus, malgré l'avantage que présente la forme cylindrique sur toute autre plus compliquée, pour la production de la vapeur, il est certain qu'elles reçoivent moins bien la chaleur directe du foyer et consomment par conséquent, pour un même effet, plus de combustible que les chaudières à fond plat ou concave. On a réussi à parer à ces deux inconvéniens en ajoutant aux chaudières cylindriques des tubes bouilleurs, placés parallèlement au corps de la chaudière dans le foyer et unis avec elle par de courts tuyaux appelés culottes. Les bouilleurs sont seuls exposés à l'action directe du feu et aux avaries qui en résultent ; on peut les démonter facilement sans détruire aucune partie essentielle du fourneau.

Les planches IV et F, représentent la coupe en long et la coupe en travers d'une chaudière à bouilleurs avec son fourneau. Cette chaudière et ses bouilleurs sont en fonte, matière peu employée aujourd'hui pour cet usage et généralement remplacée par la tôle de fer.

AB, sont les deux segmens de la chaudière, mastiqués ensemble à queue d hironde et boulonnés ;

CC, bouilleurs dont le col E est mastiqué à queue dans la tubulure de la chaudière ;

D, cheminée munie d'un registre q servant à régler le tirage du fourneau ;

EE, culottes des bouilleurs;

F G H J KLM, carneaux dans lesquels circule la fumée avant de se rendre à la cheminée D ; N, foyer où Ton place la houille ;

0, cendrier ;

SS, supports en fonte de la chaudière ;

VV, cintres en briques réservés dans la maçonnerie, devant et derrière le fourneau, pour le démontage des bouilleurs et le nettoyage des carneaux ;

XX, armatures du fourneau ;

a, bourrelet de l'un des segmens de la chaudière, dans lequel s'ajuste l'autre segment ;

6, support de fer en forme de croissant, sur lequel repose la queue des bouilleurs;

c, seuil en fonte de la porte du fourneau ;

d, autel en briques réfractaires, qui empêche l'entraînement de la houille et des cendres dans le premier carneau L ;

e, traverse en fonte ou en fer qui supporte la tête des bouilleurs ; /", g, traverses en fer unies par un boulon h, qui relient les

bouilleurs au corps de la chaudière ; îï, tampons des bouilleurs ; J, porte du fourneau ;

m, cloison horizontale en briques, fermant sur toute sa longueur l'intervalle qui sépare les bouilleurs ;

n, murs verticaux en briques élevés sur chacun des bouilleurs et divisant l'espace compris sous la chaudière en un carneau central M et deux carneaux latéraux J K ;

o, barreaux de la grille ;

p, dés en pierre dans lesquels sont entaillés les supports en fonte de la chaudière ; q, registre de la cheminée ;

r, balancier du flotteur, reposant sur la colonne avec son contrepoids ;

*$, traverses et bouchons du trou d'homme ;

t, tuyau d'échappement de la vapeur ;

u, tuyau de décharge de la chemise du cylindre à vapeur ;

v, tuyau d'injection de la pompe alimentaire ;

x, pierre du flotteur ;

y, soupapes de sûreté;

2, fil de cuivre qui soutient la pierre du flotteur ;

Il n'entre point dans mon plan de décrire toutes les diverses formes que les constructeurs ont cherché à donner aux chaudières des machines à vapeur. De tout temps on a été frappé de l'énorme quantité de chaleur dépensée en pure perte pour la réduction de l'eau en vapeur. Aujourd'hui les meilleurs appareils ne donnent

guère que 6 à 7 kilogrammes de vapeur à 400 degré», pour un kilogramme de houille, c'est-à-dire que la perte est de 35 à 45 pour 400. Eu comptant un dixième de cette perte pour le refroidis-^ sèment du fourneau, il reste encore 30 à 40 pour 4 00 qui représen^ tent le prix du meilleur tirage des cheminées. On a cherché à dn minuer cette dépense, en portant le foyer au centre de la masse d'eau , en donnant aux carneaux dans lesquels circule la fumée un plus grand développement, et enfin en variant les formes des géné^ rameurs, Jflais qUçiqUe ingénieuses que soient les inventions qui sont résultées des recherches des ingénieurs, elles n'ont rien produit jusqu'à ce jour dont l'art ait pu s'emparer avec succès sur une grande échelle. Il faut en excepter cependant les chaudières qui portent le nom de M. Beslay, et dont l'invention appartient à M. Frimot, ingénieur en chef des ponts-et-chaussées : ce sont des espèces 4e cornues verticales placées au centre du foyer et de la cheminée.

Les chaudières dont je viens de parler sont celles employées pour les machines fixes et pour la plupart des bateaux à vapeur. Dans ces derniers les carneaux sont disposés de manière à diviser les chaudières en plusieurs chambres longues, étroites et hautes communiquant entre elles. Cette forme est surtout nécessaire dans les bateaux de mer, pour éviter de trop grandes variations dans le niveau de liquide, lorsque le navire donne de la bande par les mouvemens du roulis.

Il me reste à parler d'une forme particulière de chaudière à foyer intérieur, appelée chaudière tubulairt et qui est exclusivement employée dans les locomotives. Dans ces appareils le défaut d'espace a forcé de supprimer les carneaux ordinaires et de les remplacer par un certain nombre de tubes qui portent, du foyer à la cheminée, les gaz brûlés. Le foyer lui-même, plus ordinairement désigné sous le nom de boite à feu, au lieu d'être placé sous le récipient principal, est situé à l'arrière et complètement entouré d'eau: il forme une portion tellement intime de la chaudière, qu'il n'est pas possible de parler de l'un sans l'autre. C'est à l'adoption de la chaudière tubulaire que l'on doit la solution du problème de la traction rapide sur les chemins -de fer : sou introduction sur les bateaux à vapeur est destinée à produire le même résultat. L'invention de cette formq d'appareil est due à l'un de nos compatriotes, M. Marc Séguin, ingénieur et manufacturier d'Annonay, qui fut breveté pour cet objet en 4 828 : son adoption assura le prix à M. Robert Stéphenson , dans le mémorable concours ouvert , le 6 octobre 4 829, par les directeur» du chemin de fer de

CHAUDIÈRE. m Lfverpôol à Manchester, ufee les diffërens systèmes dé locomo-

tives pour le âèrvfeè de leur ligne. Telle qu'elle est aujourd'hui, avec les perrectîonnemens introduits depuis cette époque dans sa Construction, eue se compose des parties suivantes {Planches VI et VIT) : une portion cylindrique AA nommée plus particulièrement là cliaudière ; le cotfre à douMe enveloppe BB qui entoure le loyer et communique avec l'intérieur de la chaudière; le foyer proprement dit; les tubes DD qui établissent la communication du foyer âvec la boite à fumée Ë et enfin les tuyaux N, 00, servant â la distribution de la vapeur. De même que les chaudières dêâ machinés fixes, elle est munie de soupapes de sûreté , robinets de vidangé, trou d'homme, tuyaux d'arrivée pour TeâU d'alimentation et dè «ortie pour la vapeur, et indicateurs d'eau. Souvent elle porte un sifflet : mais elle n'a pâë de manomètre.

La partie cylindrique de la chaudière AA a dé 2 mètf es à 2» 50 de longueur et environ 4 mètfe de diamètre. Ëlle est composée de feuilles de tôle de fer posées à recouvrement l'une sur l'autre et jointes ensemble par des rivets en fer. Pour éviter la déperdition du calorique dans l'air, le corps de la chaudière est enveloppé d'une chemise en bois, formée de douves longitudinales maintenues par dès cercles en fer.

Le coffre B qui entoure le foyer est une boite à peu près carrée, ayant environ 4* 25 dè largeur extérieure et 4m 40 de longueur dans le sens du cylindre de la chaudière. Il est plus large que la chaudière, afin que la boîte, formée par son enveloppe intérieure ét dans laquelle on place le combustible, occupe toute la largeur de la paroi plane qui ferme la partie cylindrique. L'enveloppe extérieure du coffre est en tôle de fer ; son enveloppe intérieure est en cuivre, parce que ce métal résiste mieux que le fer à l'action directe de la flamme et des gaz brùléà. L'enveloppe extérieure du coffre qui entoure le foyer, affecte dans sâ partie supérieure une forme cylindrique comme celle de la chaudière, mais, au lieu de se fermer en dessous, elle reste ouverte pour le tirage du foyer, ét ses parois latérales sont planes. L'enveloppe intérieure est plate dans sa partie supérieure, eîlè est fermée sur le devant par la plaque dans laquelle sont encastrés les tubes qui traversent le cylindre de la chaudière dans le sens de sa longueur. Ses parois latérales sont également plates et se raccordent, par le bas, avec l'enveloppe extérieure. L'arrière du coffre est plat et fermé par la continuation de sa double enveloppe. C'est dans cette face qu'est pratiquée la porte C du foyer. Les faces opposées do l'enveloppe intérieure et

de l'enveloppe extérieure du coffre, sont jointes ensemble par des rivets en cuivre : le couvercle de la boîte intérieure est consolidé par des arcs en fer. L'espace compris entre les deux enveloppes du coffre étant en communication avecja chaudière, le foyer se trouve ainsi entouré d'eau de toutes parts.

Le cylindre de la chaudière est fermé à sa partie antérieure par une plaque de tôle. Cette plaque, comme celle d'arrière, est percée de trous pour recevoir les tubes DD, qui traversent la chaudière. C'est par ces tubes que la flamme et les gaz brûlés se rendent dans la boîte à fumée E, après avoir échauffé l'eau de la chaudière dans leur trajet. Ces tubes font en même temps l'effet de tirans qui consolident les deux parois extrêmes de la chaudière.

La chaudière est entretenue d'eau par deux pompes alimentaires mises en mouvement par le jeu de la machine et communiquant avec le réservoir du tenderpar deux tuyaux FF. Le tube de verre, qui sert à indiquer la hauteur de l'eau dans la chaudière, est placé sous les yeux du mécanicien, sur la paroi d'arrière de la boite à feu. Comme la vapeur en s'introduisant dans le tube pourrait induire en erreur sur la vraie hauteur de l'eau, de petits robinets d'épreuves g g sont fixés sur le côté du foyer à des hauteurs différentes, le plus bas étant un peu au-dessus du couvercle du foyer. Le mécanicien les ouvre de temps en temps pendant la marche de la machine, pour s'assurer que l'eau ne descend jamais au niveau du plus bas, et régler, par suite de cette inspection, le jeu des pompes alimentaires.

La tension de la vapeur dans la chaudière est réglée par deux soupapes, de sûreté HH. L'une est contenue dans une boite fermée à clef; l'accès en est interdit au mécanicien: l'autre au contraire est à sa portée, et il peut la régler à volonté. Leur position sur la chaudière est indifférente ; quelquefois la soupape variable se place sur le dôme où se fait la prise de vapeur.

L'ouverture circulaire Z , appelée trou d'homme, par laquelle on s'introduit dans le corps de la chaudière pour la nettoyer et la visiter , est fermée par un couvercle mastiqué et boulonné. Deux petites ouvertures circulaires pratiquées de chaque côté au bas du foyer et fermées également par des plaques boulonnées servent à ce nettoyage, quand on veut le faire complet. Deux autres robinets de décharge J, fixés aussi le long du coffre près du fond du foyer, servent aux nettoyages journaliers. Pour cela, on attend que la machine ait fini son service et que l'on ait jeté le feu ; pendant qu'elle est encore chaude, on ouvre les robinets et

UIAUDRUNNERJE. -CHAUFFE.

l'eau qui s échappe avec force, sous la pression de la vapeur, forme des jets rapides qui entraînent les sédimens. *Ji/eau ne doit pas remplir complètement la chaudière ; LL indique son niveau supérieur. Il reste dansla partie haute un certain espace dans lequel se rassemble la vapeur produite par l'ébullition : c'est la chambre de vapeur. De là elle s'élève dans une espèce de dôme métallique M, où elle rencontre un tube évasé N dans lequel elle est entraînée pour passer par le tuyau de distribution 00 qui la conduit aux cylindres P.

chaudronnerie. Art de construire les chaudières destinées aux machines à vapeur. On désigne aussi sous ce nom l'atelier dans lequel a lieu cetto construction. La confection des chaudières en fonte n'appartient pas aux ateliers de chaudronnerie proprement dits : elle fait partie du travail des fonderies.

Les matières que la chaudronnerie met en œuvre sont la tôle de fer et celle de cuivre, qui lui sont livrées par le commerce à l'état de feuilles. La première chose à faire pour cette mise en œuvre est d'apprêter les feuilles , c'est-à-dire de les découper au moyen de cisailles, suivant la forme plane développée correspondant à celle qu'elles auront en place; ensuite on les courbe en les appliquant sur des moules convexes ou concaves qui affectent la forme des diverses parties de la chaudière, et on les bat sur ces moules avec le marteau jusqu'à ce qu'elles soient suffisamment courbées : ce battage se fait à froid pour la tôle de cuivre et à chaud pour celle de fer. Après cette opération on achève, au moyen des cisailles et do la lime, d'enlever aux feuilles les petites parties que le premier dôcoupago avait laissées, et qui sont reconnues excédantes après leur courbage; les feuilles étant ainsi préparées, et posées les unes à côté des autres dans la place qui leur convient définitivement, on perce les trous des rivets qui doivent servir à leur assemblage, on pose les rivets, et on achève de parer ta chaudière en faisant disparaître avec le ciseau et le marteau toute trace de joints et de bavures, provenant tant des bords des feuilles que des trous et tètes des rivets.

Les principaux outils employés dans la chaudronnerie sont le marteau, les cisailles, la lime, le ciseau et le perçoir.

Chauffe (surface de). Quelle que soit la forme d'une chaudière, il n'y a jamais qu'une portion de sa surface qui reçoive l'action de la chaleur développée dans le foyer ; cette portion est ce que l'on nomme sa surface de chauffe. Afin d'obtenir un magasinage de vapeur suffisant, les constructeurs sont dans l'habitude de dispo-