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750. En 1874, des expériences coniparalJTOs eurent lieu à Mulhouse, BOUS les auspices de la Soi^iété alsacienne, avec les chaudières suivantes :
Chaudière Lancashire. Elle se compose d'un corps cylindrique de 2°", 00 de diamètre et de 7°, 85 de longueur, traversé par deux tubes de O'',70 de diamètre intérieur et de I^.SS de long, dans lesquels se trouvent les foyers.
Les tOles du corps cyhndrique ont 0™,0]6 d'épaisseur, celle des tubes 0",013, et celle des fonds «■■,019.
Les grilles ont 1 -,S50 de long et l'iSSS de large. Déduisant de la longueur 0~,170 pour la partie pleine servant d'appui aux barreaux, la longueur réelle de grille est réduite à l-,380 et sa surface è l^'jQOS.
L'épaisseur des barreaux est de 0",015, avec 0",005 d'intervalle.
La surface de chauiTe, mesurée sur place, est de 56'^, 901.
Chaudière Fairbaim. Elle se compose de deux corps cylindriques de 1",26 de diamètre et de 7",88 de long, dans chacun desquels est fixé un tube de même longueur et de O'.TO de diamètre intérieur; dans ces tubes sont logés les foyers. Ces deux capacités annulaires sont reliées par trois tubulures à un cylindre supérieur de 1",14 de diamètre et T'filt de longueur.
L*épais8eur de la tôle est de O'^yOiSS pour le corps cylindrique supérieur, 0*^,0135 pour les deux corps cylindriques inférieurs, O'^yOlS poar les deux tubes intérieurs, et 0*,018 pour les fonds.
Les grilles sont exactement les mômes que celles de la chaudière Lancashire.
La surface de chauffe, mesurée sur place, a été trouvée de 94*^,523.
Chaudières à bouilleurs. La chaudière a 9 mètres de long et f ,14 de diamètre. Les trois bouilleurs ont chacun 10 mètres de long et O*,50de diamètre, et sont réunis à la chaudière chacun par trois tubulures.
L'épaisseur de la tôle est de 0^,0125 pour le corps de la chaudière, 0*,014 pour les calottes, et 0*,OiO pour les bouilleurs.
La grille a i-,455 de longueur sur 1"',450 de largeur. En retranchant de la longueur les 0*,170 qui servent d*appui aux barreaux, on a pour la surface de la grille 1,285 x 1,450 = 1"«,863.
La surface de chauffe totale est de 56"'i,446.
Circulation des gaz. Dans la chaudière Lancashire, les gaz, une fois arrivés à l'extrémité des tubes intérieurs, reviennent séparément à Tavant, en circulant de part et d'autre du corps cylindrique à Textérieur; sous le foyer, ils se réunissent et retournent à la cheminée en chauffant toute la partie inférieure du corps de chaudière.
Dans la chaudière Fairbairn, les deux premières circulations sont les mêmes que dans l'appareil précédent; mais arrivés à Tavant, au lieu de se réunir, les gaz s'en retournent séparément de chaque côté du corps cylindrique, vers la cheminée, et ne se réunissent qu'en quittant la chaudière peu avant le registre.
Dans la chaudière à bouilleurs, le courant gazeux est unique; après avoir chauffé les trois bouilleurs, il revient à l'avant d'un côté du corps supérieur, puis retourne à la cheminée de l'autre côté.
Ces trois chaudières ont donné les résultats consignés dans le tableau p. 957.
Note sur les chaudières en acier (747). — D'après un Congrès tenu à Lyon, il y a quelques années, il y aurait eu de nombreux mécomptes sur l'emploi des tôles d'acier pour chaudière. Deux chaudières d'acier commandées aux usines de Fives-Lille par la Compagnie du chemin de fer du Midi se sont brisées à l'essai à la presse. Aussi cette Compagnie a-t-elle renoncé à l'usage de l'acier pour chaudières. Les Forges et Chantiers de la Méditerranée l'ont également exclu. L'usine Rrupp a renoncé aux chaudières en acier. D'après des expériences, FÂmirauté anglaise a émis l'opinion que la tôle d'acier à cause de sa faible épaisseur se corrode plus rapidement que la tôle de fer à résistance égale. La tôle d'acier, suivant M. Roland, présente la propriété de se fendre et de se criquer au bord des rivures et tout autour des trous de rivets. D'après toutes ces raisons, la tôle d'acier est délaissée par certains constructeurs.
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RATEDRS OU CHAUDIÈRES A VAPEDR.
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751. Principaux types de gônôratenrs à Tapeur. IndépendammeDt de ia chaudière horizontale sans bouilleur (744) et de la chaudière à deux bouilleurs (745), qui sont les types les plus anciens à foyer extérieur, on peut distinguer, parmi les chaudières à foyer intérieur, les chaudières tubulaires horizontales (type locomotive), puis les chaudières verticales tubulaires, les chaudières tubulaires obliques, en outre les chaudières multitubulaires, qui ont pris un grand développement et ont pour objet de répartir la surface de chauffe sur un grand nombre de petits éléments. Elles sont caractérisées par une grande surface de chauffe, et par l'emploi d'une très petite quantité d*eau, circonstances -qui atténuent la gravité des accidents, si redoutables avec de grandes masses d*eau. Nous allons passer en revue différents générateurs les uns anciens, les autres nouveaux, en insistant sur la caractéristique de •chacun.
752. Chaudière Farcot. Cette ancienne chaudière se compose de deux corps cylindriques superposés; le cylindre supérieur sert de réserve d'eau et de vapeur, et Tautre, inférieur, contient un faisceau tabulaire amovible. Ces deux corps sont enfermés dans une chambre divisée en deux capacités par des cloisons. Une autre disposition consiste à adopter deux bouilleurs réchauffeurs placés un peu en pente dans le sens longitudinal. Les courants d'eau et de flamme sont inverses l'un de l'autre. €ette disposition produit un chauffage méthodique (716), parla raison qoe le courant de la flamme est inverse de celui de l'alimentation de Teau. L'alimentation se fait par la partie la plus basse des bouilleurs.
Ce générateur a servi de type à un grand nombre de chaudières.
Nous devons signaler aussi un type de générateur semi-tubulaire qui a reçu un grand nombre d'applications dans le Nord, et qui comprend deux gros bouilleurs horizontaux et, au-dessus, un corps cylindrique tubulaire à fond plat réuni par des cuissards aux deux bouilleurs inférieurs.
753. Réchanifenr. La plupart des chaudières de n'importe quel système sont munies d'un réchauffeur. Cet appareil se compose d'une série de tubes, dans lesquels l'eau, refoulée par une pompe, circule avant de se rendre dans la chaudière. La vapeur d'échappement, arrivant du cylindre de la machine à vapeur, enveloppe ces tubes avant de se rendre à la cheminée. Cette vapeur réchauffe donc Peau d'alimentation en lui cédant une partie de la chaleur qu'elle possède encore; on réalise ainsi une grande économie de combustible, en même temps qu'une grande régularité dans la pression.
On donne aux réchauffeurs une surface qui varie du 1/10 au 1/5 de celle de la chaudière. Leurs tôles doivent être renforcées, à cause des corrosions intérieures produites par le dégagement de l'oxygène dissous dans l'eau.
754. Chaudière dite de Gomouailles. En Angleterre, on fait un grand usage du type ancien de chaudière dit de Comouailles, qui comprend un gros corps cylindrique de 1»,30 à 1»,60 de diamètre renfermant de l'eau et contenant un tube intérieur non concentrique (laissant passer
GÉNÉRÀTEIlItS OU CHAUDIËRES A TAPECR. 959
les produits de la combustion) en tSIe duquel est plaça le foyer. Ce tubefoyer CD contieut un autre plus petit servant de bouilleur, s'appuyant sur l'autel en maçonnerie- Ce bouilleur, rempli d'eau, est mis en commuaication avec le grand corps cylindrique au moyen d'une tubulure. L'eau de ce dernier corps cylindrique s'élève plus baut que le bouilleui^ foyer.
Ce générateur de Cornouailles peut fournir 8 kilog. de vapeur par kilogramme de houille consommée, tandis qu'un générateur ordinaire & bouilleurs n'en donnera que 7 kilog. au maximum. Il est iréquemraent employé dans le sud-est de la France.
755. Chaudière de Thomas et Laorens, à foyer amovilile {fig. 162). Cet ancien générateur se compose d'un foyer intérieur cylindrique et d'une chambre de combustion C, placée à la suite du tube-foyer. Autour de ce foyer sont disposés des tubes horizontaux ramenant les flammes dans la boite B en avant de la chaudière, d'où les gaz circulant tout autour de l'enveloppe déterminent une troisième circulation, ou bien s'échappent dans la cheminée D.
Fig. les.
Le foyer est amovible et se démonte facilement au moyen du joint JJ. Deux rails servent h. faire glisser le foyer-tube lors de son démontage. Cette chaudière ancienne a été qnelqua peu modiflée par un grand nombre de constructeurs; elle est considérée comme un type très bien agencé.
756. Cbandière Galloway. Cette chaudière est très employée en Angleterre, et elle est aussi très appréciée en France. Chaque corps cylindrique est surmonté d'un dôme de prise de vapeur. Le foyer est intérieur et de section ovale. Il est traversé dans sa hauteur par une série de tubes coniques dont la partie évasée est en haut. Suivant les dispositions, il y a un ou deux réchauffeurs d'eau (753) ayant pour objet d'absorber le calorique que possèdent encore les gaz de la combustion après leur marche dans la traversée du faisceau tubulaire. Ce générateur figurait déjà à l'EipositioD de 1878 et aussi en 1889.
960 DBDXIËHE PAIITIB.
Cette chaudière est facile à nettoyer et possède une grande puissaDc« de vaporisation. L'eau renfermée dans la chaudière subit une circulaUoii active, due à la présence des tubes, qui s'oppose aux dépAls. L'eao co sortant des tubes cooiques fait retour sur les côtés de la chaudière, oô elle est chauffée par les g&z des carneaui. Le chauffage y est méthodi^e, la marche des flammes est inverse de celle de l'allmentatioD.
La maison Archambault et C* qui construit ces sortes de chaudières ta fait seize grandeurs différentes.
767. Cbandiére de Labarpe at Fonché ( A?- 163). Ce génératenresti
tubes bouilleurs verticaux, placés dans un corps cylindrique serviul d'enveloppe générale. Les extrémités de ces tubes B, en haut et en bas, sont en communication avec l'eau de la chaudière. Le foyer A inlérieur est placé en avant du système de tubes verticaux. La chemiaée C esta l'arrière et à la partie inférieure de la chaudière. Les flammes sont renversées. Ce générateur donne 8 kilog. de vapeur par kilog- de houille et occupe peu d'espace. Voir dans la figure les dispositions principales:
£F0 ett la prise de TSpear;
H laioponde nelio;*ge;
T tampoD serrant k renlèvement des ceodres;
S arriiée de l'eia d'alimentatton;
H caraean conduiBaat les gai A la ebeminée.
On ajoute souvent à celte chaudière un réchauffeur placé à la soHit des gai, lequel est formé d'un faisceau tubulaire disposé comme celait*
la chaudière proprement dite. L'alimentation de la chaudière est faite au moyen de Teau de ce réchaufifeur.
Le ramonage des tubes se fait au moyen d'un jet de vapeur qu'on envoie à leur partie inférieure.
758. Générateurs de vapeur à petits éléments. Dans ces dernières années, l'emploi de la vapeur à haute pression s'est imposé et a permis de réaliser une grande économie pécuniaire pour l'emploi des pressions de 10 et 12 atmosphères. Les anciens types de chaudières sont devenus pour ces pressions tout à fait inapplicables par suite des grands espaces qu'ils auraient occupés. On a été ainsi conduit à créer de nouveaux types de chaudières présentant de très grandes surfaces de chaufife sous un faible volume. Le problème a été résolu par l'emploi de tubes employés en grand nombre, et d'une manière générale au moyen de petits éléments. La sécurité qui résulte de l'emploi des générateurs à petites dimensions est due non seulement à la petite capacité réservée h l'eau, mais surtout à la répartition de cette eau et de la vapeur dans un grand nombre d'éléments qui ne communiquent entre eux que par des raccords à section étroite. Dans ces conditions, si une rupture vient à se produire, iJ en résulte un écoulement d'eau et de vapeur sous forme de fuite ; mais il n'y a plus d'effet instantané et l'explosion générale est évitée.
Les générateurs à petits éléments sont pour la plupart formés d'un faisceau de tubes plus ou moins inclinés parcourus par l'eau à vaporiser soumis directement à l'action du foyer.
Ces tubes sont réunis à leurs extrémités par des communications ou collecteurs, sortes de caisses. Le faisceau tubulaire est surmonté en général d'un ou de plusieurs réservoirs où aflBleure le niveau de l'eau des tubes. C'est là une disposition générale représentée par la figure 164, qui se rapporte à la chaudière de Naeyer (760).
759. Chaudière Belleville. On peut distinguer une autre disposition se rapportant à la chaudière Belleville et qui est caractérisée par des éléments disposés en serpentin, parcourus par l'eau. Les diamètres de ces serpentins sont de 70, 80 et 100 millimètres. Cette chaudière tient peu de place et permet d'atteindre des pressions élevées de 10, 12 et 15 atmosphères.
Les générateurs multitubulaires présentent donc des caractères distinctifs : tels que la sécurité, l'économie de combustible, un faible poids, un emplacement restreint, une grande facilité de montage et une mise rapide en pression. Ils permettent d'obtenir de grandes puissances. Mais ils exigent une bonne confection et des soins particuliers, en ce qui concerne la conduite du feu et leur alimentation.
Dans la marine, leurs qualités caractéristiques de faible poids et de grande puissance sont mises à profit. Les générateurs à petits éléments de Belleville ont reçu des applications nombreuses dans les manufactures de l'État et dans les services nationaux. Les théâtres du Grand Opéra, de la Comédie française, de TOdéon, de la Gaîté, du Châtelet, etc., font
Gl
9S2 DEDXlëllE PARTIE.
usage des générateurs Belleville pour la production de la lumière éleotrique.
760. Chaudière deNaerer.CeKénérateurmultitubutaîre est caractérisé par un faisceau de tubes en fer laminé T inclinés remplis d'eau. Le diamètre maiimum de ces tubes est de 0~,120; leur épaisseur est deO~,0(â et leur longueur varie de 3 à S métrés. Kg. IM.
L'assemblage de deux tubes forme un élément, etla réunion de plusieurs éléments forme une série placée dans des plans verticaux parallèles i l'axe de la chaudière. Le générateur de vapeur est ainsi constitué par des séries verticales de tubes ioclinés de l'avant à l'arrière de la chau* dière. La vapeur produite par réchauffement de l'eau dans les tubes se dégage au moyen des communications de l'avant de la chaudière et se rend dans un collecteur horizontal placé àproximité, puis dans un grand réservoir en 161e R non chauffé et placé À la partie supérieure. Deux tubes quadrangulaires en fer H et M' sont disposés eu haut et en bas da faisceau des tubes inclinés. Le tube quadrangulaire inférieur H' fournil l'eau h chacune des séries; le tube quadrangulaire supérieurM reçoit la vapeur formée. Les tlammes traversent deux fois le faisceau des tubes inclinés, au moyen de chicanes en fontes disposées à cet effet.
Des deux tbiés du fourneau sont installées des portes P servant au nettoyage.
Ce générateur est considéré comme donnant des résultats satisfaisants
GinÉRATEDItS OU CBAUDIÈRES A TAPEUR. 963
et un rendement aussi élevé que possible, et produisant la vapeur dans de bonnes conditions. La rapide circulation de l'eau dans les tubea assure une température uniforme dans la masse du liquide.
Les tubes vaporisateurs sont disposés en quinconce. Leur longueur est sectionnée en plusieurs parties au moyen de cloisons ou chicanes forçant les gaz à se diviser en couches minces: ce qui permet une bonne utilisation du calorique.
761. Ghandière Dolac i,Jig. 163) .Ce générateur de vapeur, enfermé dans
un massif de briques, se compose des deux cylindres verticaux C, C remplis d'eau et réunis par un cylindre horizontal H dans lequel le niveau de l'eau est situé à la hauteur de l'aie. Le fond inférieur du cylindre vertical C est placé au-dessus du foyer F. De ce fond partent des tubes en fer fermés à leurs extrémités inférieures, pénétrant dans le foyer F. Ces tubes pendentifs contiennent chacun un tube en fer de circulation qui se termine à sa partie supérieure par un collecteur de dépôts des eaux d'alimentation {fig. 166). Cette figure donne la disposition d'un des éléments du faisceau tubulaire [vertical en éventail. Cet élément contient un tube central venant s'arrêter à une petite distance du tube pendentif et portant à sa partie supérieure un tube plus large dans lequel viennent se déposer les boues qui n'ont pas été entraînées par le courant.
Les gaz, après avoir suivi ces tubes, contournentle cylindre horizontal supérieur H, d'où ils redescendent en tournant autourdu second cylindre vertical G'; puis s'échappent dans un carneau inférieur qui les conduit à la cheminée.
L'alimentation se fait en A vers la sortie des gaz, c'est-à-dire au bas
961 DEOIIÈHE PARTIE.
du second cyltDdre vertical. La chaudière Dulac est munie d'une giille ^. IM. en foote G, inclinée à 45*; ce qui facilite la des-
cente graduelle de la houille- Un chargeur basculant B empCcbe les rentrées d'air pendant le cbai^ment du comhustible. Les barreaux de cette grille sont rarraîchts au moyen d'un courant d'eau pratiqué dans les longerons qui portent cette grille. L'eau qui s'échappe ainsi est utilisée pour l'alimentaUon de la chaudière. Le chauffage est absolument méthodique. Ce géaérateur présente une très grande sécurité.
L'appareil Dulac peut être considéré comme formé de trois parties : 1° le vaporisateur C con»prenanl un système de tubes pendentifs; 2- le cylindre horizontal supérieur H servant d'accamulateur de chaleur et le second cylindre Tertical C servant de réchauffeur.
Une chaudière du système DuIac était en fonctionnement il l'Exposition de 1889; elle fournissait en moyenne 1 000 kilog. de vapeur à l'heure.
Des essais de vaporisation ont permis de constater que cette chaudière pouvait produire, avec un feu modéré, 2000 iiilog. de vapeur à l'heure. La surface de chauffe se décompose comme il suit :
Sufface dn corpa de !■ chandière H 1I'',S0
Surface lubnlalre C 61 ,39
Surface du richauffenr lertical C 13 ,50
Surface totale 86->,39
Les températures des gaz relevées chaque jour ont donné les moyennes:
Température de l'air dans le cendrier 90*
~ des gai dans le fojer 1400*
— des gai au delï des tubes F SSC
— des gaz sous le réchaaSËur 19(>*
"■ 762. Il y a un grand nombre de chaudières du système multituhulaire. Nous citerons la chaudière de M. Roser, qui comprend un faisceau tubulaire formé de tubes inclinés reliés par des collecteurs verticaux à secteur reclangulatre. Ces tubes sont traversés par d'autres tubes donnant passage k la fumée. Les collecteurs d'avant sont réunis à leur partie supérieure par un bouilleur horizontal relié au moyen d'une tubulure au corps principal de la chaudière. Les collecteurs d'arrière sont mis en communication à leur partie inférieure avec un bouilleur relié au corps principal de la chaudière par deux tubulures verticales. La vapeur, à la sortie du réservoir, passe dans des sécheurs horizontaux, placés
Fig. 167.
GÉNÉRATEORS OU CHADDIËRES A VAPEUR. 965
au-dessus du faisceau tubulaire dans le courant des gaz chauds. L'alimeutatioD se fait par la partie supérieure ; l'eau entraîne tous les dépAts dans l'hydre -déjecteur, où l'on peut les recueillir.
L'eau du bouilleur, des collecteurs et celle de la partie annulaire des tubes tendent à déplacer l'eau du corps supérieur dont la température est moins élevée, et il s'établit une circulation rapide.
H. Roser construit aussi un autre type de chaudière k doubles tubes avec retour de flammes dans les tubes intérieurs.
Cette disposition à retour de flammes répond à la nécessité d'installer un générateur d'une grande puissance dans un emplacement restreint. La surface de chauffe et la puissance de la chaudière sontainsi consid^ rablement augmentées.
Parmi les nombreux générateurs de vapeur du système multi tubulaire que l'on voyait à l'Exposition universelle de 1839, on peut citer ceux de Leucauchez et Bourgeois, ceux de Lagosse et Bouché, le système de Babcock et Wilcox, ce dernier présentant un grand nombre de variantes; le système Conrad Knap et C*, de Londres; le système Davey-Paxman et C', de Golchester, etc.
763. Générateur Serpollet. Le principe de ce générateur repose exclueivement sur la vaporisation instantanée qui se pro< duit dans le phénomène de la caléfaction. L'inventeur s'est proposé d'écraser les gouttelettes globulaires au , fur et à mesure de leur formation, de manière à produire la vaporisation immédiate. A cet effet, il prend un tube en fer, cylindrique, de forte épaisseur, qu'il aplatit et lamine à chaud à une température inférieure à celle de la soudure du métal. L'espace libre à l'intérieur du tube apparaît alors comme une ligne noire très fine. Ensuite, il donne au tube certains contours [en serpentin, par exemple), suivant l'emplacement qu'on veut lui faire occuper. On adapte à chacune de ses extrémités un raccord.
Le tube ainsi préparé peut servir de générateur de vapeur. En effet, si on le chauffe à 2S0°, et si on injecte de l'eau à l'une de ses extrémités, on recueille â l'autre de la vapeur à une forte pression.
Ce générateur peut être appliqué aux moteurs de faibles dimensions. L'alimentation se fait au moyen d'une petite pompe de compression. Un générateur de 1 cheval construit dans ce système pèse 33 à 34 kilog. avec son foyer; le moteur pèse 70 kilog. et marche à 350 tours par minute. Le tube a 3 mètres de développement et une hauteur de 105 millimètres avec une épaisseur de 21 millimètres. On a fait des applicntions de ce système à un tricycle et à un canot à
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