FOYERS

il en résulte plusieurs avantages : 1* les escarbilles s'éteignent immédiatement, sans brCller inutilement, et Ton peut les utiliser plus tard ; 2<' la grille n*est plus exposée au rayonnement des escarbilles et se conserve mieux; Z"* pour un combustible maigre, l'eau qui se vaporise se décompose en traversant le charbon incandescent, et Thydrogène qui en résulte produit de la flamme; Teau ainsi placée sous la grille forme miroir et permet au chauffeur de voir comment marche son feu sans ouvrir la porte du foyer.

La porte du cendrier doit être fermée avec soin lorsqu'on interrompt le travail. Si un chauffeur prend cette précaution le soir, et qu'en outre il ferme également bien le registre de la cheminée, la chaleur se conserve pendant la nuit, au point que la pression étant de 5 atmosphères le soir dans la chaudière, elle peut être encore de i'^^jB le matin.

743. Foyers famivores. Le combustible placé sur la grille doit être complètement brûlé, c'est-à-dire transformé en acide carbonique, et cela avec le moins d'oxygène possible. Ce résultat est très important, tant sous le rapport de l'économie du combustible que sous celui de la suppression de cette fumée épaisse que produit un foyer mal gouverné, et qui est si incommode, surtout dans les grands centres de population. On a essayé un grand nombre de dispositions de foyers fumivores, dont quelques-uns ont donné des résultats assez satisfaisants; mais tant que l'expérience n'aura pas prononcé d'une manière définitive, qu'on n'oublie pas qu'un chauffeur, en le chargeant convenablement et à propos, peut rendre à peu près fumivore un foyer ordinaire; c'est ce qui résulte de l'instruction suivante, rédigée par le conseil d'hygiène et de salubrité du département de la Seine.

Moyens d^ empêcher la production de la fumée et d'en opérer la combustion. Depuis la promulgation de l'ordonnance de police du 11 novembre 1854, rendue sur ravis du conseil d'hygiène publique et de salubrité, et portant que, dans un délai de six mois , les propriétaires d'usines où Ton fait usage d'appareils k vapeur seront tenus de brûler îa fumée produite par les fourneaux de ces appareils ou de les alimenter avec des combustibles qui ne donnent pas plus de fumée que le coke ou le bois, plusieurs usiniers, auxquels ladite ordonnance est applicable, se sont adressés h l'administration pour lui demander Tindication des moyens à employer afin de satisfaire à ses prescriptions. Quelques-uns d'entre eux ajoutent qu'ils ont fait, à diverses époques, des tentativef pour brûler la fumée et n'en ont obtenu que des résultats incomplets ou nuls. D'un autre côté, plusieurs personnes ont appelé Tattenlion du préfet de police sur des procédés ou appareils fumivores pour lesquels elles sollicitaient son approbation. Les procédés ainsi indiqués et les applications qu'on en a faites ont été l'objet de Texamen du conseil d'hygiène publique et de salubrité. Les nouvelles observations qu'il a recueillies Tont confirmé dans Topinion qu'il était possible de prévenir, au moyen de dispositions judicieuses et de soins convenables donnés k la conduite du foyer, l'émission de fumée par les fourneaux alimentés avec de la houille.

L^admijoistration n'a point à prescrire ni à recommander certains appareils ou procédés fumivores. D'ailleurs, les moyens de prévenir ou de brûler la fumée sont nombreux ; ils doivent être modifiés non seulement dans les dimensions, mais dans les parties essentielles des appareils qu'ils comportent, suivant les fourneaux auxquels on les applique.

L'origine de la fumée est dans les produits volatils qui se dégagent abondamment de la plupart des combustibles, tels que les diverses variétés de houille, la tourbe, le bois, lorsqu'ils sont exposés soudainement à une température élevée. Ces produits sont

en majenre partie des carbures d'hydrogène , qui sont eux-mêmes très combustibles. Mais, pour quMls s'enflamment, deux conditions sont nécessaires : 1*" leur mélange avec Tair en proportion conTenable ; 2* une haute température de ce mélange. Si ces deux conditions ne sont pas réalisées dans le foyer lui-même, ou dans les conduits qae parcourent les produits gazeux de la combustion , les carbures d'hydrogène subissent une décomposition dont le résultat est on dépôt abondant de suie ou de charbon eo particules ténues qui sont entraînées dans le courant de gaz sortant par Torifice de la cheminée. Lorsqu'on jette sur une grille, actuellement couverte de coke incandescent, une quantité de houille assez considérable pour la couvrir presque eu totalité d'une couche de 20 à 25 centimètres d'épaisseur, les parties de houille fraîche qui se tronyent en contact avec le coke subissent une distillation rapide ; la température de Piotérieur du foyer baisse subitement, en même temps que le passage de l'air à travers la grille et la charge de combustible se trouve obstrué. Aucune des deux conditions nécessaires pour l'inflammation des carbures d'hydrogène n'est réalisée ; aussi voit-on des torrents d'une fumée opaque sortir par la cheminée. L'introduction de l'air, dans de telles circonstances, par la porte du foyer ou par toute autre ouverture débouchant directement au-dessus du chargement de houille, reste sans efi'et^ parce que la température est insuffisante pour l'inflammation des produits gazeux. La fumée décroît graduellement d'intensité, à mesure que la houille se convertit en coke, par le dégagement des parties volatiles; que l'air trouve un accès plus libre à travers le combustible aggloméré en morceaux laissant entre eux d'assez larges intervalles, et que la température s'élève de nouveau, par l'effet de la combustion. Si, avant que la distillation ne soit complète, on agite avec un ringard le mélange de houille et de coke déposé sur la grille, on amène des portions de houille non encore carbonisée au contact des fragments de coke les plus chauds, la distillation devient plus rapide et il y a une recrudescence de fumée.

Les foyers dont les grilles ont assez d'étendue pour que les charges de combustible ne les recouvrent qu'en partie et en couche de faible épaisseur, donnent peu de fumée, surtout si la houille y est chargée par petites quantités à la fois^ et si le chauffeur a la précaution de déposer la charge sur la partie antérieure de la grille, de telle sorte que les produits gazeux de la distillation arrivent aux carneaux en passant sur la surface du coke embrasé qui recouvre la partie postérieure^ et laisse toujours un passage suffisant à l'entrée de 1 air. La production de fumée est considérablement accrue par les dimensions trop petites des grilles, eu égard k la quantité de combustible qui doit être brûlée dans un temps donné, et par une mauvaise conduite du foyer de la part des chauffeurs qui chargent à de trop longs intervalles et par trop grandes quantités à la fois. Elle est d'autant plus abondante, toutes choses égales d'ailleurs, que Ton fait usage de combustibles contenant plus de parties volatiles, et, pour ne parler que de la houille, de variétés plus grasses et plus collantes. Les houilles sèches de quelques mines du département du Nord et des environs de Charleroi, en Belgique^ ne donnent que peu de fumée dans des foyers passablement construits et alimentés avec quelque soin. Le coke n'en donne point du tout; il ne s'écoule, par l'orifice de la cheminée des foyers alimentés avec ce combustible , que des gaz incolores entraînant quelques cendres ou poussières extrêmement ténues.

Tous les appareils fumivores ont pour but de réaliser les deux conditions que nous avons indiquées comme nécessaires pour opérer l'inflammation et la combustion complète, dans le fourneau, des carbures d'hydrogène résultant de la distillation du combustible (1).

Les uns comportent des appareils mécaniques mis en jeu par la machine h vapeur employée dans l'établissement, et qui ont pour objet de distribuer le combustible sur la grille, soit d'une manière continue, soit par petites portions à la fois, k des interralles de temps réguliers et courts. Tels sont les distributeurs mécaniques et les grilles mobiles qui sont généralement désignés par les noms de leurs inventeurs.

D'autres comportent seulement des appareils fixes ou mus èi la main par le chanifeur; ils sont destinés k mesurer les charges de combustible que Ton introduit dans le foyer, sans donner accès, par l'ouverture de la porte, k un grand volume d'air qui occasion-

(i) On trouvera des détails sur cette matière dans divers recueils, particulièrement dans leBalletin de mars 1855 de la Société d*encooragement pour Tinduttrie nationale.'

nerait un refroidissement nuisible. Ils sont, le plus souvent, combinés avec des dispositions particulières du foyer et des ouvertures ménagées dans les portes ou les parois et munis de registres qui sont ouverts, après chaque chargement, pour admettre Tair nécessaire k la combustion des produits de la distillation. Quelques-uns sont disposés de manière que le combustible frais soit amené dans le foyer en dessous du combustible déjà carbonisé, à Tlnverse de ce qui a lieu dans les fourneaux ordinaires, où le combustible frais est jeté à la pelle sur le coke dont la grille est couverte. L'air arrive sur la houille à l'endroit où elle commence k distiller, de sorte que les produits volatils combustibles s'enflamment au moment même où ils prennent naissance.

Un grand nombre d'appareils comportent deux ou plusieurs foyers qui doivent être chargés alternativement; des jeux de registres convenablement disposés et que le chauffeur manœuvre au moment opportun, forcent les produits fumeux du foyer récemment chargé à passer dans celui qui contient du combustible déjà carbonisé, quelquefois même à traverser la grille de ce foyer et le coke embrasé qui la couvre. L'air arrivant d'ailleurs en quantité suffisante soit entre les barreaux de cette grille, soit, au besoin, par des ouvreaux particuliers , les produits gazeux émanés du premier foyer s'enflamment et sont brûlés complètement dans le second.

D'autres procédés comportent seulement des fourneaux et des grilles de formes spéciales, par exemple des grilles inclinées et disposées en marches d'escalier, et des ouvreaux, pourvus de registres, par lesquels l'air extérieur est admis au milieu des produits gazeux de la combustion soit d'une manière continue , soit par intervalles.

On a essayé d'éviter la fumée au moyen d'un courant d'air forcé qu'un ventilateur lance sous la grille, ou qui est simplement déterminé par un filet de vapeur venant de la chaudière, et que l'on fait jaillir dans l'axe d'un tuyau cylindrique ouvert èi ses deux extrémités, dont une débouche dans l'atmosphère et l'autre dans le cendrier.

On a appliqué au chaufl'age des chaudières à vapeur et autres foyers industriels la combustion du gaz oxyde de carbone qui se dégage abondamment par les gueulards des hauts fourneaux à fondre les minerais, alimentés au charbon de bois ou au coke. On se procure même l'oxyde de carbone mêlé à d'autres produits gazeux inflammables en traitant, dans des appareils spéciaux, des combustibles de toute nature, et principalement ceux de qualité inférieure, tels que des poussiers de halle à charbon, des houilles terreuses, de la tourbe, etc. Ces gaz sont amenés dans les foyers où Ton veut les utiliser, en même temps que de l'air atmosphérique en proportion convenable. Le mélange, une fois allumé, continue k brûler sans- émission de fumée (592).

Enfin, on a soumis les gaz fumeux qui émanent d'un ou plusieurs fourneaux, à une sorte de lavage qui les dépouille des particules de charbon et des poussières dont ils sont chargés. A cet effet, on les fait passer dans une galerie, sur une couche d'eau qui en occupe la partie inférieure. Un appareil approprié relève incessamment l'eau, pour la laisser retomber en pluie ou la lancer en gouttelettes au milieu du courant gazeux. On obtient ainsi un dépôt de noir de fumée que l'on retire, de temps èi autre, de la galerie de condensation.

Il n'est aucun des procédés ci-dessus qui n'ait été déjà appliqué pour prévenir ou supprimer la fumée, et qui n'ait donné des résultats satisfaisants, sous ce rapport, lorsqu'il a été adapté k des foyers bien disposés, confiés à des chauffeurs attentifs et un peu intelligents. On a cité un grand nombre d'insuccès, mais ils sont imputables k un défaut d'harmonie entre les appareils et les foyers auxquels on a voulu les appliquer, ou bien à la négligence des chauffeurs, des contremaîtres et propriétaires d'usines, et, le plus souvent, k ce que l'on a voulu forcer la production de vapeur, en dépassant les limites en vue desquelles les appareils avaient été établis.

Dans les cas où, par suite des dimensions trop petites de la grille ou de toute autre circonstance, aucun moyen de prévenir l'émission de la fumée ne serait applicable , l'emploi des combustibles fumeux devrait être remplacé par l'usage exclusif du coke.

744. Un générateur de vapeur est un appareil qui a pour objet de produire de la vapeur d'eau sous une pression plus ou moins grande,

948 blOXlÈHE PiRTIE.

cette vapeur pouvant être utilisée pour chauffage et divers industriels, ou bien pour produire un travail mécanique en activant une machine à vapeur.

La figure 160 représente, k l'échelle de 1/30, la coupe par Vaxe d'un fourneau et d'une chaudière à vapeur ancien modèle, sant bouilleuT, munie de tous les accettoires dont elle ett garnie.

activant I

axe d'un 1 milleuT, I

A cbandltn. Au lieu de terminer la cbandiire par des demi - sphirei formées psr T ou S morceaux embonlis et riTés ensemble, on la termine pur des calottes sphfriqties, d'un rsjou double de celui de la cbaudière et formées d'uae seule feuille de tOle euiboatie le raccordant par des congés avec le corps de li chaudière ;

B cendrier (7«) ;

C grille (7*2) ;

D, D' D" cBineaux. La fumée, eu quittant la grille, soit le fond de la chaudière dans D ; elle s'étiie en D', revient sor le devant du toameau par un cSié de la chaudière; pals elle tourne en D" pour regagner le derrière du [ouraeiu en suivant l'autre cAté de la chaudière ; enfin nu canal la conduit i la cheminée. La section des caraeani est ordinairement égale i. celle de la cheminée à sa partie lupérienre (5iS, H%);

K tuyau de prise de Tapeur. L'ean entraînée mécaniquement par la ispeur est ordinairement de 5 ï 10 p. 100, et elle peut atteindre 30, 40, et josqut 50 p. 100, quand la prise de Tapeur est mal disposée et se fait par intermiiieDces brusques. On réduit ta quantité d'etn entraînée en éloignant le plus possible la prise de Tapeur da la surface de l'eau dans la chaudière, ou encore en faisant aboutir le taj^au E b un tube percé d'un grand nombre de petits trous et placé longitudinalemeni dans la cbambre de Tapeur;

F tujau d'alimentation de la chaudière. Ce tujau se termine à la partie supérieure par une bride, et porte latéralement deux tajaui munis chacun d'un robinet. L'nn de ces tujans amène l'eau d'alimentation, et l'autre sert It Tider la chaudière qnaud elle eat encore sous pression. Il taut mieux que l'eau d'alimentation

GÉNÉRITECRS OD CHiUDIËIlES A TAPEtk. 949

pénètre dans Is chinditre par des petils troos percés Ulérslement i la pirlie laKrieure du lii;au F que parle bout de ce Injau tsissA (oui ouvert ; on érite sinsi an jet d'esu froide qui ae précipite aur lï tAle et la détériore. L'een, en s'échiuffaul dans le tayaa F, y dépose les sels les moins solubles qu'elle contient; c'est en louletaiit U bride qui ferme ee tnyau i sa partie supérieure qu'on enlève facilement les incrnstalioas qui e'y soot formées ; G robinet de lïdsnge de la cbaudlire. Comme ce robinet e'epgorge très fseilement par les incrustations, et que les joiDle sont en outre très difficllea k faire k la partie inférieure de la cbaudière, ob i'oa n'eborde qu'avee peine, il est préférable de yider la chaudière quand elle est encore sooe pressioa; la tapeur force l'ean b. remonter parle tuyau F, d'où elle s'échappe parle tnyau latéral de vidange; H trou d'homme, à ténnelore antaelave fermée par une plaque de fonte ; il permet

d'entrer dans la cbaudière pour la nettoyer; I sifflel d'alarme; I flotleor do sitSel d'alarme; t' contrepoids de ce flotteur; K soupape de sûreté chargée par l'intermédiaire d'an levier. Chaque cbandUre doit

Sire garnie de deux soupapes de sûreté semblables; L iodicaleur i flotteur l, et k contrepoids l', du niveau de l'eau dBDS la cbaudlère ; H tube en verre placé an-devant du fourneau, et indiquant le niveau de l'eau dans la

chaudière ; N, H' robinets indicslenrs du nivean ; l'an doit lODiouts donner de l'eau, et t'entre de

la vapeur ; 0 embrasure en fonte formant l'ouverture du foyer, et sur laquelle ae flie et s'applique la porte; Q tige servant k manœuvrer le registre qui règle le tirage, en permettant de fermer

plus ou moins le canal qui conduit la fumée h la cheminée; e, e' parties en briques réfraciaires,

745. Chandiére à deux bonillenrB (voir p. 956). La figure 161 est, à récbellede 1/40, la coupe transversale d'un fourneau et d'une chaudière à bouilleurs.

Fig. lei. A chaudière;

B cendrier ; C grille;

D, D', D" cameam. La fumée va do foyer à l'autre extrémité de la chaudière par D; elle revient au - devant de la chaudière par D', et elle s'en retourne derrière par D", pour de li aller h la cheminée ■

Quelquefois la mnrelte en briques séparant les carneani D', D" est reportée d'une certaine quantité vers le eameau D' afin d'augmenter la section du carneaa D' , dans lequel la fumée circule b une plus haaie température, c'est-ïdire plus dilatée. La voûte séparalive du eameau D de ceux D' et D" étant à une certaine distance an-dessus des bouilleurs , chauffe fortement le dessus de ceux-ci I par rayonnement, et il en

' réanile parfais des coups de

feu qui détruisent promptement les bouilleurs, dont la partie supérieure ne contient que de la vapeur. C'est pour éviter cet inconvénient que souyent cette voûte unique est remplacée par trois petites voôtes dont celle du milieu repose sur des sommiers en briques placés sur les bouilleurs, et les deux autres sur un de ces sommiers et le massif du fourneau. Quelquefois les voûtes sont remplacées simplement par une cloison horizontale en briques reposant sur les bouilleurs, qu'elles affleurent ou dépassent de quelques centimètres à la partie supérieure.

Les cloisons séparatives des carneaux ont O"^,!! d'épaisseur et souvent même 0",50, Tépaisseur d'une brique. Les murailles des fourneaux, k l'endroit des carneaux, ont ordinairement 0",33 d'épaisseur, et même plus pour les grands. La muraille du devant est percée d'un trou en face de chaque cameau pour en faciliter le nettoyage ; ces trous se ferment par une murette en briques de champ qu'on enlève facilement;

e, e', e", parties en briques réfractaires ;

N, N bouilleurs ;

F, P cuissards ; ils établissent la communication entre la chaudière et les bouilleurs, il y a deux cuissards par bouilleur ; leur diamètre est de O^jâS pour les petites chaudières et de 0"^35 pour celles de 40 chevaux. Leur longueur est teUe que la distance verticale entre le bas de la chaudière et le dessus des bouilleurs soit de 0*,30 ou 0",32 ;

0, 0 chandeliers en fonte supportant la chaudière ; celle-ci est en outre munie de fortes oreilles en fonte reposant sur la maçonnerie au-dessus du niveau supérieur des carneaux ; il est bon d'interposer entre ces oreilles et la maçonnerie des barres de fer méplat de 0",40 environ de longueur. Une chaudière de 6 mètres de longueur et de 1",10 de diamètre porte, de chaque cdté, trois oreilles de 0^,20 de largeur et de O^^^dS de saillie sur la chaudière.

Le fourneau se construit en briques avec revêtements réfractaires dans les parties exposées aux flammes.

La devanture du fourneau est ordinairement une plaque en fonte présentant des nervures qui lui donnent une grande solidité.

Il existe un grand nombre de types de générateurs de vapeur dont nous indiquerons les principaux après avoir exposé les quelques généralités qui conviennent à tous les générateurs (751).

746. Transmission de la chaleur à travers les plaques métalliques. Application aux générateurs de vapeur. On admet que la quantité de chaleur qui passe à travers une plaque homogène à faces parallèles, est proportionnelle à la différence des températures des deux faces de la plaque, et en raison inverse de son épaisseur. Péclet a cherché à vérifier cette loi par expérience^ et il a reconnu que pour les plaques métalliques, chauffées ^'un côté par Teau ou par la vapeur et refroidies de Tautre par l'eau, Tinfluence de l'épaisseur des plaques disparaissait quand on ne renouvelait pas convenablement l'eau en contact avec leurs faces, mais que la loi relative à l'épaisseur se vérifiait quand l'eau était vivement agitée. Il a aussi reconnu que, l'eau étant vivement agitée, la quantité de chaleur qui passe en une seconde à travers une plaque de plomb de 4 mètre carré de surface et de 0"*,001 d'épaisseur, pour une différence de température de 1* entre les deux faces, est de 3,84 unités.

D'après Clément, une plaque de cuivre de 4 mètre carré de surface et de 2 à 3 millimètres d'épaisseur, dont une face est chauffée par de la vapeur à 100* et dont l'autre est refroidie par de l'eau à 28*, condense

par heure 100 kilog. de vapeur; ce qui fait seulement 0,21 d'unité de chaleur qui passent à travers la plaque, par seconde et pour une différence de température de 1*. D'après Thomas et Laurens, au moyen d'ua tuyau en cuivre d'un petit diamètre, on aurait condensé 400 kilog. de vapeur par mètre carré de surface de tuyau, par heure et pour une différence de température de 45"; ce qui ferait 4,36 unités (calories) qui passeraient à travers 1 mètre carré de surface de tuyau, par seconde, pour une différence de température de 4*. On doit sans doute attribuer l'excès de ce résultat sur celui de Clément à ce que l'air, étant chassé dans le tuyau, n'empêchait pas le contact de la vapeur avec les parois refroidissantes.

Lorsqu'on chauffe un liquide par un gaz, comme dans les chaudières à vapeur, ou un gaz par un autre, comme dans les calorifères, on peut, dans la pratique, négliger Tinfluence de l'épaisseur du métal.

747. Métaux employés à la fabrication des chaudières. Les anciennes chaudières étaient en fonte; aujourd'hui, on fait usage pour leur con^ fection de la tôle et du cuivre rouge (436) ; on emploie la tôle, à cause de sa grande ténacité et de son prix modéré; pour les petits appareils^ il est bon d'employer le cuivre, qui se courbe facilement sur un très petit rayon; il convient aussi de recourir au cuivre quand les eaux sont acides, comme dans les ardoisières. On fait aussi des chaudières en tôle d'acier (voir page 956).

D'après Tredgold et Clément Desormes, la fonte, la tôle rouillée et le cuivre noirci laissent passer à peu près la même quantité de chaleur dans le même temps, la fonte étant au premier rang et le cuivre au dernier; dans les chaudières à vapeur, la couche de suie tend encore à rendre égaux les effets de ces métaux.

La durée relative des chaudières est une considération très importante qui doit guider dans leur choix; mais cette durée, qui dépend des qualités de la matière dont la chaudière est fabriquée, de l'usage de la chaudière et la manière dont le feu est conduit, est tout à fait indéterminée; tout ce qu'on peut dire, c'est que, toutes choses égales d'ailleurs, les chaudières en cuivre ont une plus grande durée que les autres. Ce sont surtout le capital premier et son intérêt qui donnent l'avantage aux chaudières en tôle et en fonte sur celles en cuivre; on rejette les chaudières en fonte à cause de leur bris facile par un changement brusque de température.

748. Calcul du poids d'une chaudière. Multipliant la surface d'une chaudière ou d'un bouilleur en mètres carrés par son épaisseur en millimètres, on a le volume de la matière en décimètres cubes; augmentant ce volume de son dixième pour tenir compte des croisements de la tôle et des rivets, et multipliant le résultat obtenu par la densité 7,8 de la tôle, on a très approximativement le poids de la chaudière ou du bouilleur en kilogrammes. Le poids des accessoires, soupapes de sûreté, flotteurs, portes, grilles, plaques du fourneau, est environ le quart de la chaudière. Le poids des chaudières est, à épaisseur égale, sensiblement proportionnel à leur puissance.

749. Surface de chanff e des chaudières à vapeur. Volume d'eau contenu dans les chaudières. Volume de la chambre de vapeur. Un mètre carré de surface de chaudière, exposé à un très grand feu et entièrement plongé dans la flamme, produit 100 kilog. de vapeur à l'heure. Clément a obtenu les mêmes résultats pour une chaudière en cuivre de 3 millimètres d*épaisseur placée dans les mêmes circonstances.

On n'a pas d'expériences bien concluantes sur la puissance de vaporisation de la surface en contact avec les carneaux. Les chaudières ordinaires les mieux établies, c'est-à-dire celles qui produisent de 6 à 7 kilog. de vapeur par kilog. de houille, avec dégagement de fumée à 300*, ne produisent en une heure que de 15 à 30 kilog. de vapeur par mètre carré de surface de chauffe totale. Des constructeurs adoptent quelquefois 25 kilog. ; mais il vaut mieux déterminer la surface de chauffe en ne comptant que sur une production de 20 kilog. au maximum. Les chaudières d'établissements de bains ne produisent que 12 kilog. environ de vapeur, c'est-à-dire ne laissent passer que la quantité de chaleur équivalente à cette production, par mètre carré de surface de chauffe et par heure. Les chaudières de bateaux en produisent 45 à 20 kilog. ou 30 à 35 kilog.^ selon que la combustion est lente ou active; dans ce dernier cas, la dépense relative de combustible est plus grande.

La surface de chauffe se compose de la surface totale des bouilleurs et de la partie de surface de chaudière comprise au-dessous du niveau supérieur des carneaux, niveau qui se trouve àOtnjlOou 0",i2 au-dessus de l'axe de la chaudière; les parties des bouilleurs et de la chaudière en contact avec les murettes qui divisent les carneaux sont considérées comme surface de chauffe.

Certaines chaudières portent un cylindre vertical de 0",60 à 0",80 de diamètre et de 0"',80 à O'^jQO de hauteur, saillant sur le corps de la chaudière et faisant office de réservoir de vapeur. Le niveau de l'eau se trouve aux 2/3 du diamètre de la chaudière ; les carneaux s'élèvent à O'',10 en contre-bas de ce niveau, et les praticiens, en prenant pour surface de chauffe la surface totale des bouilleurs, plus la moitié de celle de la chaudière, comptent ordinairement sur 1™«,25 à 4"',30 de surface de chauffe par force de cheval pour les machines k détente sans condensation de la force de 10 à 20 chevaux.

Le volume (Teau contenu dans la chaudière doit être de 6 à 7 fois celui de l'eau à vaporiser en une heure, soit même 10 fois plus si l'on a besoin que la pression varie peu malgré une certaine variation du feu ou de la dépense de vapeur.

Quant à la chambre de vapeur, l'expérience lui assigne un volume égal à 2 ou 2,5 fois celui de l'eau à vaporiser par heure.

Dans les locomotives, à cause du fort tirage, on admet que chaque mètre carré de la surface de chauffe qui voit le foyer produit trois fois plus de vapeur qu'un mètre carré de surface de tuyau, et que, en considérant comme surface de chauffe (dite surface de chauffe réduite) la surface qui voit le foyer, augmentée du 1/3 de la surface des tubes,

chaque mètre carré produit de de 120 à 460 kilog. de vapeur par heure. (Voir la 4* partie.)

Connaissant la quantité de vapeur à produire, on détermine facilement, d'après ce qui précède, la surface de chauffe nécessaire, et par suite les dimensions de la chaudière.

Lorsque Teffet à produire exige deux chaudières, il convient d'en établir trois, afin que, si Tune d'elles est en réparation, les deux autres fonctionnent; par là, on évite les interruptions de travail.

Nous donnons (p. 954) des résultats d'expériences faites anciennement

par Gavé sur un grand nombre de chaudières sans bouilleur ou avec

bouilleurs. Ces expériences ont conservé toute leur importance pratique.

D'après ce tableau, la quantité moyenne de vapeur produite par mètre

carré de surface de chauffe totale et par heure a été de 22^«,25.

Ce tableau fait voir aussi que les chaudières à bouilleurs ne sont pas les plus avantageuses; c'est ce qui fait que des constructeurs suppriment les bouilleurs, et placent latéralement et parallèlement à la chaudière des tubes chauffés par la fumée, et dans lesquels l'eau circule avant de pénétrer dans la chaudière.

Le faible rendement des chaudières à bouilleurs est dû à ce que la vapeur qui se forme dans les bouilleurs ne trouvant pas un écoulement facile par les cuissards, qui sont parfois trop petits et en nombre insuffisant, ces bouilleurs, qui devaient /ormer la partie la plus active de la surface de chauffe, ne produisent que l'effet de tubes réchauffeurs. De plus, comme il se fait toujours des fissures dans les murettes des carneaux, tous les gaz ne suivent pas le chemin le plus convenable pour l'utilisation de la chaleur.

Enfin, de l'examen de ce même tableau (p. 954), il résulte que la quantité moyenne d'eau vaporisée par kilog. de houille a dépassé 8 kilog. dans les deux circonstances suivantes :

1* Chaudière cylindrique sans bouilleur, à circulation dans deux galeries et un conduit allant à la cheminée (21 mètres de circulation totale et 2 coudes), le rapport de la surface de chauffe à celle de la grille étant 7,6, la surface de chauffe 12"«,5, et la quantité totale de houille brûlée 39''»,5, c'est-à-dire o^'.24 par décimètre carré de surface de grille.

2* La chaudière précédente avec tube réchauffeur, dans les mêmes circonstances de circulation, le rapport de la surface de chauffe à celle de la grille étant 19, et la quantité totale de houille brûlée étant 37*»,15 en moyenne.

Des expériences de Cave il résulte que le rapport de la surface de chauffe à celle de la grille étant 17, et la surface de la grille un décimètre carré par o^»40 de houille à brûler, on se trouve dans les conditions les plus favorables pour obtenir 8 kilog. de vapeur par 4 kilog. de charbon; mais il convient de considérer 0^»,40 comme étant une limite inférieure. Malgré l'avantage que ces expériences paraissent attribuer aux grandes grilles, la plupart des ingénieurs reviennent aux grilles brûlant 1 à 1 1/2 kilog. de houille par décimètre carré (742).

Anciennes expériences de Cave sur les chaudières avec ou sans bouilleurs.

8U1FÂCB

SURFÀCI

RAPPORT

delà

de grille

surface

chaalTe

décimè-

chauffe

tres

mètres

à celle

curés.

carrés.

deU grille.