CHAPITRE II

Appareil de Vaporisai ton.

On a vu dans l'introduction qu'en 4829, à l'époque du concours ouvert sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester, les conditions de vaporisation avaient été améliorées d'une manière fondamentale par l'emploi des lubes de petit diamètre , et par l'injection de la vapeur dans la cheminée. Les efforts des constructeurs ont eu pour but unique , depuis cette époque , d'obtenir de ces dispositions le maximum d'effet utile. En 1832, H. Stephenson portait déjà le nombre des tubes à 82 , en réduisant leur diamètre à 0m 038; plus tard il faisait reposer la machine sur 6 roues , dont deux étaient placées en arrière du foyer ; eu augmentant le nombre xles points d'appui, il augmentait les dimensions de la chaudière, y plaçait 111 lubes et portait la surface de chauffe totale de 22 mi 1/2 à 82

Sharp et Roberts suivent R. Stephenson et deviennent proroplemenl ses émules ; ils adoptent également un type spécial de machines à 6 roues , portent le nombre de tubes à 162 et obtiennent

une surface de chauffe totale de 58 m. Les nécessités toujours croissantes du traûc qui réclame une augmentation de vitesse et de puissance , la lutte qui s'engage entre la large voie et la petite voie , entre Brunei et Stephenson , conduit ce dernier, en 1842, à faire un nouveau pas dans la voie d'accroissement des surfaces de chauffe ; tout en maintenant le même écartement pour les essieux extrêmes, ce que rend nécessaire la dimension des plaques tournantes, il reporte le foyer au delà du troisième essieu et augmente d'une quantité correspondante la longueur de la chaudière; les tubes atteignent une longueur totale de 3°"i 80, et la surface de chauffe devient égale à 66œ<» ; ce dernier élément arrive successivement à la limite de 70"^ et même 95m<» lorsque la dimension des plaques tournantes le permet.

Sharp et Roberts , qui persistent toujours dans le même type , augmentent la surface de chauffe en s'attachant surtout à augmenter le diamètre de la chaudière et le nombre des tubes ; ils atteignent, pour les plus grands écartements d'essieux extrêmes que comportent les plaques tournantes , la limite de 96^.

En 1846, un pas nouveau dans l'augmentation des surfaces de chauffe est fait par M. Crampton, qui porte l'écartemeut des essieux extrêmes à 4Œ 86, en plaçant l'essieu extrême en arrière du foyer; il augmente dans une proportion considérable la surface de chauffe directe dans le foyer, qui est la plus utile , en même temps qu'il porte le nombre des tubes à 178, et arrive ainsi à obtenir une surface de chauffe totale de 102""». On a cherché également à augmenter la surface de chauffe du foyer en y plaçant un bouilleur qui est enveloppé par le combustible ; mais cette disposition exige déjà des foyers très-grands par eux-mêmes.

Les constructeurs et les ingénieurs préposés à l'entretien du matériel des chemins de fer se sont également préoccupés des moyens d'améliorer les conditions du tirage , en cherchant en même temps à décharger, autant que possible , les pistons de la contrepression de la vapeur ; on s'est attaché à rendre aussi direct que possible le trajet à effectuer par la vapeur, depuis la lumière jusqu'à l'orifice d'échappement; mais le seul progrès essentiel qui

Dit été accompli dans cette direction est l'adoption de {'échappe* ment variable. La première idée de ce perfectionnement doit être attribuée à M. de Pambour, qui la fit appliquer en 4836 sur le chemin de fer de Liverpool à Manchester, dans le but de mesurer l'influence du tuyau d'échappement sur la résistance de la vapeur derrière le piston, et qui en conseilla remploi dans le service régulier des machines. Cette disposition ne fut appliquée que vers l'année 4842 , sur le chemin de fer d'Alsace, où elle fut perfectionnée, et d'où son usage s'est répandu promptement sur la plupart des autres chemins de fer français ; elle a été importée en Allemagne par des machines de construction française , mais il ne semble pas qu'elle se soit propagée en Angleterre où la bonne qualité du combustible la rend moins utile.

Les pompes alimentaires n'ont reçu que des perfectionnements de détail ; vers 1842, Stephenson imagina de les mettre en mouvement au moyen de l'excentrique de la marche en arrière ; mais cette disposition n'a pas prévalu d'une manière générale ; beaucoup de constructeurs continuent à prendre le mouvement sur la tête de la tige du piston. Dans les machines de Crampton , la tige de la pompe alimentaire n'est autre chose que le prolongement de la tige du piston.

% r. - Voyer.

4° Boite a feu. — La partie du foyer qui reçoit le combustible et à laquelle nous affecterons spécialement le nom de boite à feu, a la forme d'une caisse parallélipipédique renversée, ou présentant son ouverture par le bas; elle est construite le plus généralement en cuivre rouge de première qualité ; quelques constructeurs ont employé le fer, mais ce métal s'altère trop facilement au contact d'une masse de combustible brûlant à une température trèsélevée, et surtout par l'action de l'eau dont les suintements déterminent une prompte oxidation. Le cuivre rouge, au contraire, ne s'use que lentement et sans perdre sa ductilité et sa ténacité ; il est, en un mot, d'un emploi plus sûr et peut-être moins coûteux au point de vue des réparations , si l'on tient compte de la valeur intrinsèque des vieilles matières.

Quelques constructeurs ont employé la forme demi-cylindrique pour les foyers , mais leur système n'a pas prévalu et il est surtout inapplicable depuis que Inexpérience a démontré la nécessité d'obtenir des surfaces de chauffe très-considérables.

La figure 1, pl. 5, représente la boîte à feu des machines du chemin de fer du Nord, établies en 1846 d'après les plans de Stcphenson. Une seule feuille de cuivre de 0» 010 à 0» 012 d'épaisseur forme le ciel ou plafond et les parois latérales ; deux autres feuilles , de même épaisseur, dont les rebords sont plies en forme de cornière, forment l'une la paroi antérieure ou la plaque tubulaire qui reçoit les tubes, l'autre la paroi postérieure dans laquelle est percée la porte du foyer. Ces trois plaques doivent être assemblées entre elles au moyen de rivets en cuivre ou en fer.

La plaque tubulaire est renflée à l'endroit où elle reçoit les tubes et son épaisseur atteint 0m 025 ; celte disposition est nécessaire pour donner à l'assemblage des tubes , qui est fait par pression et frottement, une base suflisante.

Les parois verticales de la boite à feu sont percées de trous taraudés, distribués symétriquement sur toute leur surface, la partie qui reçoit les tubes exceptée ; ces trous reçoivent l'extrémité des entretoises destinées à relier les parois du foyer avec l'enveloppe extérieure. Ces entretoises sont filetées sur toute leur longueur et par conséquent assemblées à vis avec la boite à feu et avec son enveloppe extérieure, qui reçoit, par analogie de position, le nom de botte à feu extérieure; elles sont, en outre, rivées à l'intérieur et à l'extérieur pour compléter la résistance à la pression de la vapeur. Elles doivent être en cuivre rouge ; lorsqu'elles sont en fer, elles peuvent se détruire avec une grande rapidité , sans qu'il soit possible de s'en assurer autrement qu'en démontant le foyer. Le matage des entretoises doit se faire avec un grand soin pour ne pas ébranler celles qui sont déjà placées, pour ne pas altérer les filets et ne pas produire un écrouissage qui pourrait faire sauter les tétes sous l'effort d'une pression élevée.

Le plafond est soutenu par de fortes armatures en fer forgé,

disposées dans le sens de la longueur de la machine , qui viennent s'appuyer sur la tranche des parois verticales ; de forts boulons en cuivre , vissés comme les entretoises dans la feuille de cuivre qu'ils traversent , rattachent le ciel du foyer à ces armatures , qui supportent , en déhuitive , l'effort dû à la pression de la vapeur. — Dans les anciennes machines, qui n'étaient pas destinées, du reste, à fonctionner à des pressions considérables, on a souvent négligé de donner aux armatures une longueur suffisante et il en est résulté des explosions.— Les armatures sont disposées de manière à laisser circuler l'eau entre leur surface inférieure et le ciel de la boite à feu ; les trous qui laissent passer les boulons dans le corps de l'armature, correspondent à des renflements calculés de manière à donner au métal une épaisseur constante, et à ne pas l'affaiblir dans les points mêmes où l'effort dû à la pression s'exerce. — Les armatures doivent affecter la figure d'un solide qui repose sur deux appuis et qui doit présenter, en tous ses points, une égale résistance à la rupture, car les boulons qui viennent s'y rattacher doivent supporter chacun une part égale de la pression totale exercée sur le ciel de la boite à feu.

Les armatures étant espacées, d'axe en axe, de 0m 10, et leurs boulons étant à la même distance entre eux, chaque boulon doit, pour une tension de 7"h ou une pression eflective de 6Btk, supporter un effort de 620w*, et chaque armature un effort total de 6,200k*. On peut déterminer, par le calcul, la dimension qu'il convient de donner aux armatures et aux boulous; mais il convient, dans la pratique, de se maintenir beaucoup au-dessus des limites indiquées par le calcul, surtout pour des pièces de forge assez difficiles à travailler qui peuvent présenter des défauts de soudure ou de résistance. Comme exemple, nous citerons les armatures de la boite à feu du chemin de fer du Nord qui ont.au sommet, 0m 105 de hauteur et 0m 034 d'épaisseur.

A la porte du foyer, la jonction entre la paroi de la boite à feu et l'enveloppe extérieure s'opère au moyen d'un anneau en fonte, fixé au moyen d'entremises en fer fortement rivées à l'intérieur et à l'extérieur. A la partie inférieure , un cadre en bronze , en

fer forgé ou en tôle emboutie , complète la fermeture de l'espace réservé à l'eau et à la vapeur.

Les dispositions de détail varient quelquefois d'un constructeur à l'autre, mais les différences ne sont jamais essentielles, ainsi qu'on pourra en juger par l'examen des figures ci-jointes :

Machines du chemin de fer de Paris à Rouen et d'Orléans à Bordeaux, constructeur Buddicom ; fig. 1, pl. 56, coupe longitudinale; fig. 1, pl. 7, et fig. 2, pl. 56, coupe transversale.

Machines de Crampton, constructeur Cail, fig, i, pl. 8, coupe transversale; fig. 2, pl. 8, coupe longitudinale.

Machines mixtes à cylindres intérieurs du chemin de fer de Lyon, constructeur E. Gouin, fig. 2 et 3, pl. 5, coupe transversale et longitudinale du foyer ; fig. \, pl. 64, coupe longitudinale.

Machines à marchamlises du chemin de fer d'Orléans, constructeur C. Polonceau ; fig. 2, pl. 7, coupe transversale , fig. 3, pl. 7, coupe longitudinale.

On remarquera que dans les machines mixtes du chemin de fer de Lyon, construites par M. £. Gouin, sur les modèles de Sharp frères, on a complété la consolidation du ciel de la boite à feu , au moyen de tirants qui réunissent deux des armatures à la partie supérieure de la chaudière ; on peut remarquer également que quelques constructeurs ont substitué, aux armatures en fer forgé d'une seule pièce, des moises en tôle formées de deux feuilles placées de champ et assemblées au moyen de rivets enveloppés d'anneaux destinés à empêcher le rapprochement. Les armatures des machines Crampton, dont la longueur est de \m 35, sont formées de deux feuilles de 0m OiO d'épaisseur sur 0m 180 de hauteur au sommet.

Les entretoises qui rattachent la boite à feu à son enveloppe sont généralement en cuivre et rivées ; certains constructeurs, pour rendre plus facile le démontage et la réparation de la boîte à feu, ont ajusté, sur les extrémités des entretoises, desécrousqui remplacent la rivure.

Les différences les plus saillantes dans la construction du foyer, se remarquent dans la disposition de la pièce qui raccorde le

bord inférieur de la boite à feu avec t'enveloppe. On a d'abord réuni directement les deux surfaces en étirant sous l'action du marteau les feuilles de cuivre qui composent la boite à feu, et en rivant leur bord sur celui de l'enveloppe extérieure ; mais celte disposition a l'inconvénient de rendre le nettoyage plus difficile et de réduire la profondeur du foyer. On s'est également servi de deux cornières en fer rivées ensemble de manière à former une double cornière en forme de Z. On a fait fréquemment usage de cornières en bronze ou en cuivre coulées d'une seule pièce, qui, bien que coûteuses de matière, sont avantageuses pour la pose et la conservation ; mais elles se brisent facilement dans les angles; elles ont la forme d'un Z, comme dans les machines du Nord et de Lyon, fig. 1, 2 et 3, pl. 6, ou d'une gouttière rectangulaire, comme dans les machines de Buddicom, fig. 4, pl. 7. Maintenant on fait usage d'un cadre en fer forgé, fig. 2 et 3, pl. 7, analogue à celui qui forme le joint à la porte du foyer; on le fixe entre les deux parois au moyen de deux lignes de rivets étagées en diagonales. Nous signalerons enfin une dernière disposition, d'application récente, et qui parait destinée à remplacer les autres , elle consiste à remplacer la double cornière en fer ou le cadre en bronze, par une tôle emboutie.

Nous ajouterons que, pour arriver à donner à la surface de chauffe la plus grande dimension possible, soit en augmentant le développement des surfaces en rapport direct avec le combustible, soit en augmentant le nombre des tubes, on a été souvent conduit à évaser la partie supérieure de la boite à feu, autant que le permettait la largeur de l'enveloppe extérieure, fig. % pl. 5. Quelques constructeurs ont disposé, soit en travers de la boite à feu, soit dans le sens longitudinal, un bouilleur en forme de tuyau aplati, de O™ 10 de largeur sur 0™ 40 de hauteur moyenne, montant jusqu'à la hauteur de la porte. La partie du foyer qui reçoit le combustible se trouve donc partagée en deux parties, séparées par une cloison pleine d'eau. On obtient ainsi environ lmi de surface de chauffe directe, mais la conduite du feu devient plus difficile, les parois du bouilleur et celles de la boite à feu elle-même, aux points

de raccordement se suréchauffent et, en somme, éprouvent des dégradations qui rendent l'entretien difficile. L'utilité de ces bouilleurs serait incontestable, si leur construction pouvait être mise à l'abri des inconvénients qui viennent d'être signalés.

2° Grille. — La grille est destinée à soutenir le combustible, tout en ménageant l'accès à l'air nécessaire à la combustion. Elle se compose de barreaux et d'un cadre ou support. La surface de la grille, qui répond à la section horizontale de la boite à feu, le rapport existant entre le plein et le vide, qui dépend du nombre et de l'épaisseur des barreaux, sont des éléments d'une grande importance dans la construction d'une machine. — Il faut, en général, donner au passage de l'air la plus grande section possible, autant que le comporte la résistance des barreaux ; comme il faut, en général, que Pécarteraent des barreaux soit faible pour que le coke ne passe pas à travers la grille. On y arrive en multipliant le nombre de barreaux et en ne leur donnant qu'une faible épaisseur.— L'écartement ne doit guère dépasser la limite de 0™ 020 à 0m025 ; cependant il faut augmenter cet écartement, lorsque le coke est impur et produit du mâchefer, pour que le passage de l'air ne s'obstrue pas et pour qu'il soit possible de piquer le feu et de nettoyer la grille.

Les barreaux sont en fer forgé ou en fer laminé ; dans le premier cas, Us sont renflés vers le milieu , à leur partie inférieure (fig. 4, pl. 5), dans le second cas (fig. 1, 2, 3, pl. 6), ils sont rectilignes; les extrémités sont façonnées en forme de T pour s'appliquer sur le cadre qui les supporte et pour maintenir l'écartement. Les barreaux en fer laminé sont chanfrinés aux deux bouts, pour faciliter la mise en place ; pour le même motif, et à cause de la dilatation, les uns et les autres ont une longueur d'environ 0m Oi inférieure à celle du foyer ; on a même soin d'abattre, à chaque bout, l'angle supérieur, pour que la dilatation ne les fasse pas courber, lorsque les extrémités sont calées par des cendres tassées ou du mâchefer ; ces obstacles, ne formant plus qu'un coin obtus, se déplacent lorsque le barreau s'allonge. Les barreaux en fer forgé sont fabriqués dans

des étampes, au marteau à main ; ils sont préférables pour ta conservation au feu, mais ils sont trop coûteux et on leur préfère généralement les barreaux en fer laminé ; ceux-ci viennent de la forge coupés à la longueur exacte, et les extrémités sont façonnées par refoulement ou par l'application de deux petites mises. — Les barreaux ont habituellement 0m 400 de hauteur au milieu, 0« 020 à 0M 025 de largeur à la partie supérieure, et 0œ 010 à 0m 018 à la partie inférieure que l'on amincit pour faciliter le passage de l'air.

Les barreaux sont habituellement portés par un cadre en fer carré de 0m 04 de côté , supporté lui-même par huit consoles ou pattes eti fer forgé, vissées et boulonnées sur la pièce, qui établit la jonction entre les boites à feu intérieure et extérieure (fig. 1, 2 e t 3, pl. 6) ; il porte des goujons, qui entrent dans des trous correspondants ménagés sur les consoles. Il est nécessaire que les côtés du cadre qui portent l'extrémité des barreaux soient en contre-bas des deux autres côtés, de toute l'épaisseur des oreilles, afin que la grille forme une table bien plane. On peut, avec avantage, supprimer les côtés latéraux du cadre, en disposant les barreaux jusqu'au contact des parois du foyer. La surface de la grille doit être placée à 0ra 03 ou 0m 04 en contre-haut du fond de la chaudière, afin que les dépôts d'incrustations qui s'accumulent et se solidifient dans cette partie, pendant le temps que la machine reste en service, ne s'élèvent pas plus haut que le point où le combustible incandescent est en contact avec les parois.

Les barreaux doivent toujours être placés dans le sens de la longueur de la machine, pour que le mécanicien puisse, en cas d'accident, les arracher et jeter bas le feu, en passant un ringard par la porte, et pour que le chauffeur puisse nettoyer ou piquer le feu par-dessous.

Autrefois, on se servait de grilles à bascule, afin de pouvoir jeter le feu rapidement; le cadre était en fonte, mobile autour d'un de ses côtés et soutenu, de l'autre côté, par des crochets reliés à une tige que le mécanicien pouvait manœuvrer de sa plate-forme. Ce système, depuis longtemps abandonné, vient d'être appliqué de

iionreau pour les machines à très-grand loyer, dans lesquelles il al nécessaire de mettre des barreaux en deux longueurs, peur les rendre capables de supporter le poids du combustible; on Ta employé seulement pour la partie postérieure de la grille que le mécanicien ne peut pas atteindre avec sa lance à jeter le feu.

3» TtJBBS. Les tubes de ramée ou à air cbaud sont généralement en laiton ; en en a fabriqué en fer et très-rarement en cuivre rouge. En principe, le diamètre des tubes doit être aussi petit que possible, pour que la surface de chauffe qu'ils produisent ait le plus grand développement possible, leur nombre variant inversement k leur diamètre ; mais, dans la pratique, des tubes trop étroits gêneraient le tirage, et seraient facilement obstrués par les petits fragments de coke, par la cendre et par le mâchefer que la rapidité du courant de gaz chauds entraîne. Leur diamètre extérieur varie de 0œ 043 à Um 050, et l'épaisseur de leur paroi de 0m 002 à 0™ 0025. Les tubes sont assez promptement usés par l'action du feu, surtout lorsqu'ils se chargent d'incrustation à l'intérieur de la chaudière par le frottement des fragments de coke, et par les tiraillements auxquels ils sont soumis par les alternatives de dilatation et de contraction ; lorsqu'on les remplace, on trouve quelquefois leur poids total réduit de plus de moitié, ce qui permet d'apprécier quelle diminution subit leur épaisseur.

Les tubes sont fixés dans la botte à feu et dans la boite à fumée, au moyen de bagues ou de viroles en acier, cylindriques à l'intérieur, légèrement coniques à l'extérieur, et légèrement amincies au bout qui pénètre dans le tube ; leur épaisseur ne doit pas excéder 0" 002. Les tubes sont cylindriques et sont enfilés dans les deux trous correspondants des plaques tubulaires, par la porte de la boite à fumée ; lorsqu'ils sont tous placés, on procède à la pose des viroles, d'abord dans le foyer, ensuite dans la boite à fumée. On chasse fortement les viroles avec un marteau, en ayant soin d'enfoncer des mandrins dans les tubes voisins , lorsqu'ils ne sont pas encore garnis de leur virole, pour empêcher la déformation des trous percés dans la plaque tabulaire. Les viroles doivent

entrer de force et serrer fortement le bord des tubes contre les trous qu'Us remplissent ; elles doivent rester seulement d'un ou deux millimètres en sailUe sur la plaque tabulaire. On matte sur les viroles l'extrémité des tubes pour achever de former le joint.

Quelques constructeurs anglais ont complètement supprimé les viroles dans la boite à fumée, et se contentent de mandriner fortement le tube pour l'appliquer exactement sur la tranche de la plaque tabulaire ; les bords, qui font une très-légère saillie, sont rabattus et mandrinés. Cette disposition, qui exige une pose très-soignée, permet aux fragments de coke entraînés dans les tubes de s'échapper plus facilement, et rend le nettoyage plus commode. Dans les machines où l'on brûle du bois, on supprime les viroles de la boite a feu, en soudant, à l'extrémité du tube, un bout en cuivre rouge, un peu plus épais que le reste, que l'on mandrine fortement et que l'on refoule à l'intérieur, en même temps qu'on le matte avec soin à l'extérieur. On laisse vide un des trous inférieurs, et on le ferme par un bouchon taraudé qu'on enlève pour nettoyer le corps cylindrique.

L'écartement des tubes ne doit pas diminuer au-dessous de certaines limites; un vide de Om 013, ménagé entre deux tubes de la même rangée, est la plus petite dimension que Ton ait appliquée sans inconvénient ; c'est même faible lorsque les tubes se recouvrent d'incrustations. Un écartement plus petit ne laisserait pas un passage suffisant à la vapeur ; il pourrait se former ce que l'on appelle des chambres, et les tubes recevraient des coups de feu. En outre, si l'écartement des tubes était trop faible, la plaque tabulaire du foyer serait trop affaiblie et, en cas de réparation, il ne resterait plus de marge pour la réparation des trous ovalisés, et même pour l'agrandissement forcé qu'occasionnent toujours le renouvellement et la pose des tubes. On donne, en construisant, aux trous de la plaque du foyer, un diamètre de 0œ 002 inférieur à celui des trous de la plaque opposée, et, après trois ou quatre changements de tube, les premiers se sont agrandis, par le refoulement du métal, au diamètre des derniers. Par tous ces motifs, il nous semble que l'écartement le plus convenable à adopter est

0" 047, de telle sorte que, pour des tubes de 0m050 de diamètre extérieur, la distance de centre en centre soit de 0™ 067.

Les tubes sont disposés par rangées, en forme de quinconce. Quand ils sont très-longs, on les supporte dans leur milieu par une feuille de tôle (fig. t, pl. 58 ; fig. 4, pl. 64; fig. 1, pl. 67 ; fig. 3, pl. 71 Rattachée au corps cylindrique et percée de trous cor* respondani à ceux des plaques tabulaires, mais laissant aux tubes un jeu deOm 005. La longueur des tubes aurait pour limite théorique celle qui ne laisserait plus aux gaz chauds qu'une faible température peu différente de celle de l'eau renfermée dans la chaudière; mais la longueur augmente la résistance à l'écoulement et nécessite un tirage plus actif, elle augmente la dimension et le poids delà machine entière; il faut donc s'arrêter, dans la pratique, à une limite qui laisse encore aux gaz une température assez élevée dans la boite à fumée.

Voici, à cet égard, l'opinion de MM. Brunei et Gooch, exprimée dans un rapport adressé récemment aux commissaires chargés par le Parlement de faire une enquête sur le chemin de fer de Birmingham : « Dans les chemins à voie de i m 50 , on a cherché à « compenser l'inconvénient de ne pouvoir donner une grande « largeur à ia boite à feu par une augmentation de longueur de « la chaudière ; mais c'est une erreur de croire qu'on y gagne de « la puissance , car nous avons expérimenté qu'il suffirait que la c superficie totale des tuyaux fût égale à environ dix à onze fois « la surface de la boite à feu pour que ces tubes abandonnassent c à l'eau de la chaudière toute la chaleur engendrée par la boîte « à feu ; et si en adoptant la proportion que nous indiquons, il t passait encore une quantité de chaleur de quelque importance, « il vaudrait mieux , pour y remédier, augmenter le nombre des t tubes que les allonger, car, dans le premier cas , on arriverait c au résultat par l'augmentation de la section d'écoulement, tandis « que dans l'autre on serait forcé d'augmenter la contre-pression « pour obtenir le vide nécessaire dans la boite à fumée, vide qui , < dans les nouvelles machines à longues chaudières, s'est élevé à t environ 0™ 27 de hauteur d'eau, tandis qu'il n'excède pas 0m 12 t à 0m lî) dans les machines du Grcat-Westcrn. »

— tel —

Les tubes sont fabriquée habituellement au moyen de bandes de

laiton , dont on taille les bords en biseau , que l'on cintre en les battant a froid sur des mandrins, et que ion soude ensuite, par superposition des bords, sur une largeur de3»m. MM. Durenne père et fils ont appliqué à la préparation et au cintrage des tubes une machine très-simple qui a produit de très-notables économies sur la dépense de main-d'œuvre. Les tubes soudés reçoivent leur forme définitive par une sorte de tirage au banc. On soude quelquefois par agraffe , en découpant sur les deux bords des espèces de dents qui entrent les unes dans les autres. Les tubes , après la soudure, sont essayés a des pressions de 20 à 30 atmosphères. En Angleterre, on fabrique des tubes sans soudure par tirage au banc; mais cette méthode , qui présente l'avantage d'une fabrication plus régulière, peut avoir pour inconvénient d'altérer la cohésion du métal et de nuire à la conservation des tubes.

Avant de terminer ce qui a rapimrt aux tubes, nous dirons un mot des viroles récemment imaginées par M. Lemaitre. Elles sont fabriquées au moyen de petites bandes d'acier , laminées suivant le prolU que doit avoir définitivement la virole; ces bandes, coupées a ta cisaille , sont chauffées au rouge , enroulées sur un mandrin et reçoivent leur dernière forme dans une matrice qni rapproche les deux extrémités; il est inutile de les tourner, attendu qu'elles v iennent à la (orme voulue, et par suite elles peuvent être fabriquées à un prix plus bas que les viroles ordinaires.

S a.-ChMil4re.

La chaudière enveloppe complètement le foyer et ses tubes ; elle renferme l'eau qui produit la vapeur et la vapeur produite ; elle est construite en entier en tôle de fer. Elle se compose toujours de deux parties qui ne présentent, d'une machine à l'autre, que des différences de forme peu importantes.

i° Boite a feu extérieure. — L'enveloppe extérieure de la boite à feu , qui reçoit dans le langage des praticiens le nom de boite à feu extérieure, épouse exactement à sa partie inférieure et

moyenne la forme de la boite à feu. Nous avons déjà dit comment elle se rattachait à celle-ci à sa base inférieure , et comment ses parois planes étaient soutenues contre l'effort dû à la tension de la vapeur, au moyen d'entretoises. L'espace compris entre les deux boites à feu est nécessairement très-restreint, car l'enveloppe extérieure ne peut pas faire saillie sur les longerons du châssis lorsqu'il est intérieur, ou venir toucher les roues, lorsque le cUù^i< est extérieur; le foyer, d'un autre côté, doit avoir toute la largeur possible. On ne saurai! donner sans inconvénient moins de 0m 080 de largeur à la couche d'eau qui baigne la boite à feu intérieure; une dimension trop restreinte rendrait difficile le mouvement de circulation de l'eau qui se renouvelle et de la vapeur qui se dégage; il pourrait se faire des chambres de vapeur qui compromettraient la conservation du foyer.

La partie supérieure de l'enveloppe du foyer affecte des formes diverses. La disposition la plus simple consiste à donner à la partie cylindrique un diamètre égal à la largeur de la boite à feu extérieure et à terminer celle-ci par un demi-cylindre, qui est le prolongement du corps cylindrique ; celui-ci , sur sa demi-circonu> rence inférieure, se raccorde avec la paroi antérieure de la boite à feu extérieure qui est emboutie à cet effet; la paroi postérieure de celle-ci s'élève verticalement jusqu'à la rencontre du demi-cylindre et elle a ses bords rabattus en forme de cornière pour lui servir d'attache {fig. 2 et 3, pl. 7, et fig. 1 , 2, pl. 8 ).

Une disposition un peu moins simple et plus anciennement employée, consiste à donner au corps cylindrique un diamètre notablement inférieur à la largeur de la boîte à feu extérieure, à recouvrir celle-ci d'un demi-cylindre d'un diamètre un peu plus grand que celui du corps cylindrique , qui s'y rattache par ime double cornière (fig. 1 , pl. 5; fig. 1 , pl. 6; fig. 1 , pl. 7). Le choix à faire entre ces deux formes dépend de la position et de la dimenriot des roues; on donne au corps cylindrique le plus grand diamètre possible, et si l'on n'est pas gêné par les roues, on évase la boite à feu extérieure et le foyer intérieur , de telle sorte que celui-ci ait au plafond une largeur à peu près égale au diamètre du

corps cylindrique ; si les roues ont un trop grand diamètre et rendent cet évasement impossible, on donne à la boîte à feu extérieure, dont les parois restent verticales, une largeur égale à celle du corps cylindrique ; on perd quelques tubes, mais l'ensemble de la disposition de la chaudière présente toujours un grand avantage pour la capacité du réservoir de vapeur. Ces deux dispositions sont indiquées sur les fig. 4, pl. 5 et 6 d'une part, et les fig. 2, 3, pl. 7, et fig. 1, 2, pl. 8, de l'autre.

Une troisième forme a été très-souvent employée , mais on y renonce généralement; elle a été introduite par Stcphenson et est restée longtemps comme le signe caractéristique des machines construites sur ses plans. Elle s'obtient, fig. 4, pl. 5, en prolongeant les faces verticales de la boîte extérieure jusqu'à la hauteur de l'arête supérieure du corps cylindrique, en les raccordant deux à deux, les faces latérales entre elles, et la face d'avant avec celle d'arrière, par des portions de surfaces cylindriques qui se coupent en arc de cloître. Il résulte de cette construction une capacité assez considérable qui sert de dôme de prise de vapeur. On désigne communément ces chaudières sous le nom de chaudières à dôme carré.

Lorsque la boîte à feu extérieure est recouverte par un demicylindre, la partie supérieure de sa paroi d'arrière est reliée avec la partie supérieure de la plaque tubulaire de la boite à fumée par des tirants en fer qui sont nécessaires pour empêcher la pression de déformer ces parties planes. Dans la chaudière à dôme carré, indépendamment de ces tirants , il est nécessaire de mettre d'autres tirants, qui relient les parois latérales, dans la partie comprise entre le dernier rang d'entretoises et la naissance du dôme à quatre pans cylindriques. En outre, les constructeurs se sont toujours attachés à consolider le dôme lui-même par de forts tirants allant d'une paroi à la paroi opposée et par des tirants obliques ; cette complication d'armatures est inutile, car le dôme résultant de l'intersection de deux surfaces cylindriques à base circulaire résiste tout autant, de. lui-même, à la pression qu'un cylindre ou qu'une sphère; les armatures devraient s'arrêter à la nais-

sa née. On renonce à cette forme , parce que le poids du dôme et de ses armatures augmente le poids à l'arrière; l'objection est sérieuse lorsque les trois essieux sont intercalés entre la boite à feu et la boîte à fumée : il y a, dans ce cas, un poids trop considérable en porte-à-faux , qui nuit à la bonne répartition de la charge sur les essieux ; mais cette objection n'existe plus lorsque la troisième paire de roues est reportée à l'arrière , et cette forme de chaudière reste avec l'avantage d'augmenter considérablement la capacité du réservoir de vapeur ; elle deviendrait surtout avantageuse, si l'on consolidait les parois planes par un système d'armatures analogues à celles qui sont appliquées sur le ciel du foyer, de manière à rendre l'intérieur de la chaudière accessible pour la visite, le nettoyage et les réparations. Cette disposition a été appliquée avec succès par M. G. Polonceau, pour remplacer les tirants qui vont de la paroi postérieure de la boîte à feu à la plaque tubulaire de la boite à feu ; ces parois planes sont consolidées au moyen de cornières (fig. 3, pl. 7).

2° Corps cylindrique. — Le corps cylindrique se compose de feuilles de tôle assemblées au moyen de rivets à recouvrement les unes sur les autres (fig. 1, pl. Set 6), ou réunies par des bandes de tôle rivées sur le bord de chaque feuille (fig. 1 , pl. 58 et 64 ). Ainsi que nous l'avons dit, on assemble le corps cylindrique avec la boîte à feu extérieure au moyen de cornières; quelquefois on a préparé la plaque antérieure de celle-ci en y découpant un cercle d'un diamètre plus petit que le corps cylindrique, et en repoussant les bords du trou ainsi obtenu, de manière à former sur tout son pourtour une saillie cylindrique à laquelle s'attache le cylindre; les bords de cette plaque sont également repoussés pour servir d'attache aux parois latérales de l'enveloppe du foyer. — Celle construction est dispendieuse et d'une exécution difficile; cependant la qualité de nos tôles au bois permet d'en faire l'application.

Le corps cylindrique se rattache, au moyen d'une cornière, avec la plaque tubulaire de la boite à fumée dont la largeur excède son diamètre. La cornière doit être faite en fer de première qualité et

assujettie très-solidement, à cause des tiraillement* q^occaswnne la dilatation, et de la fatigue Réprouve cette partie de la chau-r dière.

Nous indiquerons plus loin , en traitant des prescriptions régie* meotaires, les épaisseurs que doivent présenter les diverses parties de la chaudière. Sa longueur est réglée sur celle des tubes. Le diamètre dépend de plusieurs éléments ; il doit être réglé sur la largeur de la boîte à feu, dans quelques cas sur celle de son enveloppe extérieure ; lorsque les ressorts de suspension sont placés au-dessus du châssis, comme on le verra plus loin , et qu'en même temps on veut éviter d'exhausser la chaudière , te diamètre du corps cylindrique se trouve limité par leur écartement. Quelques constructeurs ont, dans le but de remédiera cet inconvénient, ovalisé le corps cylindrique, en donnant aux deux axes une différence de 0* 06 au maximum ; il convient, dans ce cas, quoique dans certaines machines on se soit dispensé de cette précaution, de placer au-dessus des tubes des tirants horizontaux , pour empêcher, sinon la rupture, du moins la déformation de la chaudière et la fatigue de ses assemblages. — Le diamètre intérieur du corps cylindrique est, au minimum , de 0* 95 à 0"1 97 ; il n'a pas jusqu'ici dépassé im 27 dans les machines faites pour les chemins à petite largeur de voie.

Pour éviter autant que possible la déperdition de la chaleur,' on enveloppe le corps cylindrique de la chaudière de matières peu conductrices. Habituellement, on met une première couverture en gros feutre , et par-dessus des douves en bois de sapin ou d'acajou maintenues par des cercles en fer feuillard et assemblées entre elles à rainure et languette (fig. 3 ti 4, pl. 62 et 68 ). On arrive maintenant à placer directement sur la tôle, en ayant cependant soin de laisser entre deux une couche d'air de 10 à 45— , des douves en bois enfermées dans une enveloppe en tôle mince.

La boite à feu extérieure est recouverte de la même manière , mais on doit recouvrir en tôle seulement , toute la partie qui est inférieure à la plate-forme du mécanicien et qui peut être atteinte par la flamme qui sort quelquefois au-dessous de la grille.

» Rwi bt trou d'homme. — La porte est de forme ovale , le trou qu'elle ferme est percé à travers les parois extérieures des deux boîtes à feu , qui sont reliées par un anneau en fer forgé et des entretoises qui traversent l'épaisseur de cet anneau. Elle est en tôle de 0m 04 d'épaisseur, et garnie intérieurement d'une autre plaque qui en est maintenue à ûm 06 ou 0m 07 de distance par les tiges de fer qui la supportent; cette plaque reçoit l'action directe du feu, concourt a empêcher le refroidissement et conserve la porte. La porte a deux pentures qui s'appliquent sur deux gonds fixés sur la chaudière; elle a, en outre, un loqueteau en acier trempé qui s'engage dans une gâche fixée à la chaudière. Une chaînette, dont l'extrémité est à la main du mécanicien, lui sert à lever le loqueteau et en même temps à tirer la porte, qu'il repousse avec son pied pour la refermer ; le loqueteau forme ressort ou bien est maintenu par un ressort.

fat dispose généralement une tôle en forme d'auvent au-dessus de la porte, pour empêcher la flamme de monter le long de l'enveloppe, et pour préserver le mécanicien de la chaleur qui rayonne du foyer, lorsque cette porte est ouverte en stationnement.

La porte est placée à 0m 40 environ au-dessus de la plate-forme ; elle a habituellement 0m 35 sur 0m $7 d'ouverture.

Le trou d'homme sert à la visite et i la réparation de la chaudière, et plus spécialement pour le régulateur lorsqu'il est intérieur; il est placé au-dessus ou près de celui-ci. Il consiste souvent dans le dôme de prise de vapeur lui-même , qui se démonte à un ou même à deux points de sa hauteur (fig. 1 , pl. 7 ). Dans les machines a dôme carré, il est elliptique et bouché par un disque en fonte à fermeture autoclave (fig. 4, pl. 5).

Boite a fumée. — La boîte à fumée affecte la même forme que l'enveloppe extérieure de la boite a feu ; seulement , elle ne descend pas aussi bas que celle-ci ; elle est fermée, au-dessous du corps cylindrique de la chaudière , par une paroi plane, ou mieux par un demi-cylindre qui forme, avec la partie supérieure, un cylindre complet. Dans les anciennes machines à cylindres intérieurs

et à tiroirs en dessus, la boîte à fumée se prolongeait à la partie inférieure et elle enveloppait complètement les cylindres pour leur servir de support. La paroi postérieure est formée par la plaque tabulaire ; la paroi antérieure est percée d'une large ouverture fermée par une porte, servant au nettoyage et à la réparation des tubes, du tuyau de prise de vapeur, du tuyau d'échappement, etc.

La forme et les moyens de fermeture de la porte sont assez variables ; elle est ou rectangulaire et à deux battants , ou circulaire avec charnière verticale , ou demi-circulaire avec charnière horizontale. Dans les deux derniers cas, elle ferme au moyen de plusieurs verrous intérieurs, commandés par une manette commune ; dans le premier cas, la fermeture se fait au moyen d'une barre fixée à Tune des portes et qui s'agraflfe sur l'autre au moyen d'un verrou de forme spéciale. Dans tous les cas, la porte doit fermer exactement, pour ne pas laisser des rentrées d'air nuisibles au tirage ; aussi la fait-on appliquer ordinairement sur un fer de cornière, en saillie, qu'on peut dresser et qui a encore l'avantage de consolider cette partie de la boite à fumée et de l'empêcher de se voiler sous l'action de la chaleur (fig. i,pl. 9). Quelquefois, pour empêcher la porte de se déformer par l'action de la chaleur, on la double d'une plaque maintenue à quelque distance, comme pour la porte du foyer. La paroi antérieure de la boite à fumée, lorsque la porte ne démasque pas entièrement la plaque tabulaire, est percée à sa partie supérieure d'un trou qui sert à l'introduction et à l'enlèvement de la partie du tuyau de prise de vapeur qui est à l'intérieur de la chaudière.

Les parois latérales et le dessus de la boite a fumée sont d'une seule feuille de tôle, fixée sur les autres parois au moyen de cornières. — Le fond de la boîte à fumée, lorsque le dessous est libre, par exemple, dans le cas des machines à cylindres extérieurs, ou des cylindres intérieurs entièrement enveloppés, est percé d'un trou qui sert à vider les cendres, et qui est fermé par une petite porte à coulisse ou à charnière. La fermeture de celte porte doit être faite avec beaucoup de soin, car, aussitôt qu'elle s'ouvre, le tirage est fortement diminué.

La plaque des tubes doit avoir à l'endroit des tubes 0* 015 à 0- <M6 d'épaisseur ; les autres parois ont de 0- 005 à 0- 008 d'épaisseur. — Lorsque les cylindres sont intérieurs, la plaque tabulaire et souvent aussi celle de la porte se prolongent à la partie inférieure pour servir de supi>ort aux cylindres (/fy. 1, pl. 64). La boite à fumée s'use vite par l'action simultanée des gaz chauds et de la vapeur d'eau ; au bout de six à sept années elle est détruite par l'oxydation ; il est donc nécessaire de n'employer pour la construction que des matériaux de bonne qualité, si l'on tient à en assurer la conservation.

Les dimensions de la boite à fumée doivent être en principe aussi restreintes que possible, car l'effet immédiat du tirage, produit par l'échappement, est de dilater l'air compris dans sa capacité ; cette raréfaction étant opérée par suite de la diminution dépression qui en est la conséquence, les gaz chauds qui remplissent les tubes et à leur suite ceux qui remplissent la boite à feu, s'y précipitent, pour faire place à l'air frais que la différence de pression fait passer à travers la grille et à travers le combustible ; il est évident que, pour une même action produite par l'échappement de la vapeur dans la cheminée, la dilatation sera d'autant plus grande, dans la boite à fumée, que celle-ci aura un plus petit volume, et, par suite, l'appel de l'air à travers le foyer sera plus énergique. Par le même motif, il conviendrait de restreindre, autant que possible, la capacité des tubes et du foyer, s'il n'y avait pas nécessité de la maintenir très-grande pour obtenir une surface de chauffe suffisante. — Quelques constructeurs se sont appliqués à réduire autant que possible la capacité de la boite à fumée ; cependant, la plupart d'entre eux n'ont tenu aucun compte des considérations qui précèdent ; l'un d'eux, M. J.-J. Meyer, de Mulhouse, a eu l'idée de placer une plaque horizontale au-dessus de la rangée supérieure des tubes, et de faire descendre la cheminée jusqu'à cette plaque qui est assemblée par des cornières avec les parois verticales; il a appliqué cette disposition, dès l'année 1845, à des machines locomoUves qui lui avaient été commandées par le gouvernement autrichien, qui, à son tour, l'a adoptée pour le reste de son matériel. Ce mode de construction

de botte à Aimée n'a pas frappé jusqu'ici l'attention de nos autres constructeurs ; elle vient d'être récemment appliquée en Angleterre. Indépendamment de U réduction de volume, il y a plusieurs avantages à isoler ainsi la partie supérieure delà botte à fumée de la partie inférieure, à diminuer la capacité de la boite à famée proprement dite ; la cheminée se trouve notablement allongée et le tuyau d'échappement est raccourci d'une quantité considérable, les jointe du tuyau de prise de vapeur ne sont pas altérés par l'action de la chaleur ; toutefois, la pose de la grille destinée a arrêter les flammèches devient difficile.

8° Cheminé». — La cheminée est dé forme cylindrique et construite d'une seule feuille de télé de 0* 004 à 0* 005 d'épaisseur ; elle se place sur le sommet de la boite à fumée, à laquelle on la rattache par des boulons, dont il faut avoir soin de placer les écrous en dehors pour faciliter le démontage. — La cheminée reste le plus souvent cylindrique jusqu'au sommet, et l'évasement qu'elle porte à la partie supérieure n'est alors qu'un ornement ; mais elle s'évase souvent à la base sur une petite partie de sa hauteur (fig. 4 et 3 , pl. 9); cette disposition, dont l'utilité a été souvent contestée, est cependant consacrée par l'expérience, et elle tend à devenir générale ; elle facilite l'écoulement des gai et remédie en partie à l'étranglement qu'occasionne le tuyau d'échappement qui doit s'engager de quelques centimètres dans la cheminée.

La hauteur de la cheminée est insuffisante pour exercer une influence très-marquée sur le tirage ; elle ne pourrait, dans aucun cas, suffire à elle seule pour le produire, mais il est essentiel delà rendre aussi grande que possible, soit pour augmenter le tirage constant, soit pour rendre plus efficace l'action du jet de vapeur. — En France, la hauteur des cheminées est généralement limitée à 4" 25 au-dessus du rail, la hauteur normale des ouvrages d'art étant dé 4" 30. La hauteur effective de la cheminée varie suivant la hauteur de la chaudière de 1™ 60 à 2m ; son diamètre intérieur varie de 0Œ 38 à 0m 40. La comparaison des dimensions, relevées sur un grand nombre de machines, donne 0,70 pour le rapport de la section

de la cheminée à la section totale des tubes garnis de leur virole. Il ▼ a un rapport nécessaire entre ces éléments, mais aucune donnée théorique, aucune expérience ne peut servir de point de départ dans la construction, aussi remarque-t-on des différences assez marquées d'une machine à l'autre ; c'est là une lacune regrettable qu'il serait facile de combler par quelques expériences peu coûteuses.

La cheminée doit être surmontée d'un capuchon ou clapet, formé d'un disque de tôle mobile autour d'une charnière fixée sur le bord même de la cheminée, ou autour d'une tige verticale, portée par une crapaudine et des guides fixés le long du tuyau, et se rattachant à ce disque par une patte rivée sur son bord.

| ». - AeeemwIrM éc la chaudière.

1° Cendrier. — Le cendrier a pour objet d'arrêter les escarbilles et les morceaux de coke incandescents tombant à travers la grille, et qui, lancés violemmentpar les roues, lorsqu'elles les atteignent en rebondissant sur le sol, peuvent devenir la cause d'incendies, soit dans le train remorqué par la machine, soit sur les talus, soit même en dehors de l'enceinte du chemin de fer. — Les exemples d'incendies de moissons, de bois, de maisons couvertes en chaume sont fréquents. Il est plus difficile de constater la cause des incendies qui se déclarent dans les trains en marche ; mais il y a tout lieu de croire que, lorsqu'ils sont allumés par des fragments de coke échappés de la machine, c'est par la grille que ces fragments sont sortis ; ainsi, Ton a trouvé des fragments de coke engagés dans les pièces de bois qui composent les châssis des wagons, et qui étaient en partie carbonisés à leur contact ; on a recueilli dans des coupés de voitures des fragments de coke qui y avaient mis le feu et qui avaient des dimensions plus grandes que le diamètre des tubes. Un des rédacteurs de ce livre, voyageant sur une machine isolée de son tender par un vide de 0m 15 à 0m 20 de largeur, a failli être blessé grièvement par un gros morceau de coke incandescent lancé par une des roues d'arrière de la machine et qui, après s'être élevé verticalement à une assez grande hauteur, est venu retomber tout allumé sur le tender.

On voit enfin souvent les fragments de coke s'engager dans les roues des wagons, et décrire des cercles de feu jusqu'au moment où ils sont complètement éteints. Tous ces faits prouvent à l'évidence la nécessité d'appliquer des cendriers à toutes les machines, pour éviter des incendies qui pourraient devenir la cause de très-graves accidents. Au point de vue de la sécurité, il suffit de les disposer de manière à retenir les fragments de coke au moment où ils tombent à travers la grille ; on peut se contenter d'une simple plaque de tôle à bords relevés, suspendue au-dessous du foyer. — Mais il convient d'utiliser ces appareils pour régler le tirage, surtout pendant le stationnement des machines. On ferme complètement les trois faces d'arrière et de côté, en pratiquant dans la première une petite porte qui sert à introduire un râble pour vider le cendrier lorsqu'on pique ou jette le feu ; on dispose sur le devant une porte à charnière horizontale que le mécanicien manœuvre à volonté, au moyen d'un levier placé à sa main. Cette porte peut être manœuvrée pendant la marche pour régler le tirage, lorsque la machine n'a pas de tuyau d'échappement variable ; elle doit être fermée pendant les temps d'arrêt et de stationnement (fig. 4, pl. 56 et 64). Il convient de ménager dans le fond du cendrier une sorte de trou d'homme, fermé par une plaque de tôle rapportée, et qui permet de pénétrer dans le foyer sans qu'on soit obligé de démonter l'appareil entier.

Les cendriers obligent à donner une certaine hauteur au foyer au-dessus du sol, car il faut que leur embouchure soit assez large pour laisser affluer toute la quantité d'air nécessaire à la combustion, et de plus, il faut qu'ils restent eux-mêmes à une certaine hauteur au-dessus du ballast. On peut encore les appliquer sans difficulté lorsque cette hauteur est réduite à 0m 35.

Le seul inconvénient que présentent ces appareils, c'est qu'ils empêchent de jeter le feu rapidement, en cas d'accident ou d'avarie ; par contre, leur présence peut suffire pour prévenir l'incendie du train, a la suite d'un accident qui ferait monter les wagons sur la machine ou qui ferait monter une machine sur un train qu'elle viendrait heurter violemment à l'arrière. Quoi qu'il en soit, on ue doit hésiter dans aucun cas à en faire l'application.

2° Appareils pour arrêter les flammèches. — On a employé de ; appareils très-divers, quant à leur forme et à leur position, pour arrèler les flammèches quis'échappent par la cheminée,et qui, bien qu'infiniment moins dangereuses que les fragments de coke tombant de la grille, peuvent encore occasionner des incendies. La disposition la plus convenable consiste à former avec de petites tringles de fer méplates, hautes de 0« Oi et placées de champ transversalement à Taxe de la machine, une grille retenue par un cadre en fer, que Ton assujettit dans la boite à fumée, au-dessus de la rangée supérieure des tubes. Les fragments de coke, même très-petits, qui s'échappent des tubes, viennent frapper les barreaux de la grille et sont rejetés au fond de la boite à fumée, tandis que les gaz passent à travers la grille et arrivent à la cheminée. — On pourrait augmenter l'écartement des barreaux en les élevant de telle sorte que les tubes ne puissent pas voir l'espace compris au-dessus de la grille. Il est inutile de donner à la grille une largeur exactement égale à celle delà boîte à fumée, car les escarbilles ne peuvent arriver à la cheminée qu'en vertu de la vitesse acquise dans les tubes, et ne peuvent pas être entraînées vers son orifice lorsqu'elles ont pris une direction différente de celle des gaz chauds. — On a imaginé, en Allemagne, un appareil très-ingénieux pour arrêter les flammèches de charbon de bois. Il est basé sur ce principe, qu'un corps solide, animé d'une grande vitesse, continue à suivre sa direction initiale pendant un certain temps lorsque la force qui le sollicite a cessé d'agir, tandis que les gaz, à raison même de leur faible masse, peuvent éprouver des changements de direction très-brusques ; l'appareil opère un véritable départ entre les flammèches et les produits de la combustion.

3° Registres. — Les registres sont destinés à fournir un moyen de modérer le tirage pendant la marche ; ils consistent en un trou percé sur le côté de la boite à fumée et fermé par une valve que te inécanicien fait glisser dans ses guides au moyen d'une tige dont l'extrémité est à sa main. Lorsqu'on ouvre le registre, le tirage de la cheminée fait entrer l'air extérieur dans la boîte à fumée ; le vide

De s'y fait plus ou s'y fait moins complètement, et l'appel de rair a travers la masse de combustible n'a plus lieu ou se trouve amoindri. On donne habituellement au registre unique, que porte chaque machine, une ouverture de 0m 23 sur 0™ 20 (fig. 1, pl. 57).

On emploie généralement dans les machines du Great-Western, pour modérer le tirage, un appareil eu forme de persiennes ou de jalousie, placé devant les tubes, dans la botte à fumée. Cet appareil fonctionne en couvrant les tubes, en tout ou en partie, selon l'inclinaison qu'on donne aux laines de tôle qui forment la jalousie et qui, d'ailleurs, peuvent découvrir complètement les tubes quanl le tirage doit être porté à son maximum.

4° Soupapes ne sûreté.— On place deux soupapes sur cljaque machine, pour donner issue à la vapeur lorsqu'elle se forme en excès.— Les fig. 1,2, 3 et 4, pl. 10, représentent la disposition Ja plus généralement adoptée. Les deux soupapes sont placées, l'une, à côté de l'autre, sur un siège commun qui porte en même temps le sifflet d'alarme ; cependant, il arrive assez fréquemment, et cette disposition est du reste conforme aux prescriptions réglementaires, que les deux soupapes sont isolées, l'une étant placée à l'avant, l'autre à l'arrière. La soupape est formée d'un disque en bronze, portant une queue mobile dans un guide, et reposant sur son siège par une surface conique d'une très-petite étendue. La soupape est pressée par une tige qui s'appuie sur son centre, et qui est pressée elle-même par un levier à l'extrémité duquel agit un ressort.

Cette disposition de soupa|>c exige une très-grande exactitude dans le montage, car si la tige exerce une poussée oblique sur le disque de la soupape, celle-ci ne se lèvera pas également, et il faudra souvent une surcharge considérable pour l'empêcher de perdre. 11 y aurait tout avantage à appliquer aux soupapes de machines locomotives le système de M. Chaussenot aîné, qui consiste à placer le point d'appui de la tige, qui transmet la charge u*u levier, au-dessous de la zone de contact; la fermeture est beaucoup plus exacte à degré égal de perfection dans le montage

La charge du levier ne peut pas être établie au moyeu t)ç poids ; on se sert d'un ressort auquel pn s'est habitué, dans la pratique, à donner le nom de balance. Parmi les dispositions diverses qui ont tfé adoptées, la plus convenable est celle que représente la fig. t, pl. 10. Un ressort à boudin, enfermé dans un cylindre, est attaché* par son extrémité inférieure, au fond de ce çylindre qui, hn-même, es! fixé à la chaudière ; l'extrémité supérienre dp ressort est attachée à une tige taraudée, traversant un œil qui termine le levier de la spupape, et arrêtée par un écrou ; en manœuvrant cet écrou, on tend ou l'on détend à volonté le ressort, et l'on donne au levier la charge qui correspond à ses dimensions, à celle de la soupape, et à la limite de tension que la vapeur ne doit pas dépasser ({ans la chaudière. Le ressort à boudin peut être attaché, par sa partie supérieure, au cylindre, et se relier à la tige par son extrémité inférieure ; sa tension augmente alors par compression. La tige qui tend le ressort porte un index qui glisse dans une rainure pratiquée suivant une arête du cylindre enveloppe, à la surface duquel est tracée, l'échelle des pressions. L'emploi des balances a l'inconvénient d'augmenter la charge des soupapes au fur et à mesure qu'elles s'ouvrent pour livrer passage à la vapeur ; on a tâché d'y remédier en augmentant la longueur des balances, de manière a augmenter la longueur des divisions de l'échelle ; cependant, l'expérience démontre que,depuis le moment où les soupapes commencent à souffler jusqu'à celui où toute la vapeur produite s'écoule librement, le manomètre monte de près d'une atmosphère. Pour remédier à cet inconvénient, il conviendrait d'employer la seconde disposition que nous venons d'indiquer, en donnant une tension initiale de 3 à 4 atmosphères, de telle sorte que toute la course disponible dans l'enveloppe correspondit aux augmentations de pression qui auraient lieu à partir de cette limite inférieure. Ou arriverait, de cette manière, à rendre beaucoup plus libre l'ouverture des soupapes, lorsque la limite de tension serait atteinte. — Xous recommandons aux constructeurs l'étude de cette modification qui est, du reste, destinée à prendre place dans les prescriptions administratives, pour les chaudières de locomotives timbrées

à très-haute pression. — On a souvent signalé l'inconvénient qu'il y avait à fendre le cylindre enveloppe, par une rainure qui donne passage au style ; l'eau et les ordures entrent dans ce cylindre et finissent par gêner le jeu du ressort; il convient de modifier cette disposition, en attachant la tige supérieure au cylindre enveloppe, et en attachant le ressort, par sa partie inférieure, à ce cylindre, et par sa partie supérieure, à une tige fixée sur la chaudière, qui porte elle-même les divisions.

Nous indiquerons plus loin, en examinant les mesures de sûreté réglementaires, quelles sont les dimensions adoptées pour les soupapes et le mode de calcul adopté pour déterminer leur charge.

II convient de disposer sur la tige qui relie le ressort à boudin à l'extrémité du levier de la soupape un arrêt qui limite la charge que le mécanicien peut donner à la balance au moyen de l'écrou , aûn d'éviter que, dans un moment donné, pour surmonter un obstacle accidentel ou entraîner un convoi trop lourd, il ne surcharge la soupape.

5° Manomètres.— L'utilité de l'application des manomètres aux machines locomotives est incontestable ; mais l'imperfection des appareils employés jusqu'à ce jour a été un obstacle à ce que l'on obtint de ces instruments tous les services qu'ils peuvent rendre ; ce n'est que par un entretien minutieux que l'on peut arriver à assurer la régularité de leur marche. On a construit d'abord, il y a environ huit ans, des manomètres à piston , pressant sur un ressort à boudin ; un robinet, ouvert par le mécanicien chaque fois qu'il voulait observer la tension de la vapeur, mettait l'appareil en charge ; la position occupée sur l'échelle par un index attaché au piston, indiquait le nombre d'atmosphères qui mesurait la tension de la vapeur. Cet appareil ajoutait peu de chose aux indications qu'un mécanicien exercé peut obtenir en soulevant les balances et en estimant d'après l'effort qu'il doit exercer pour faire souffler la soupape, de combien la vapeur est au-dessous de sa tension limite. Il fallait un instrument toujours en fonction , placé sous les yeux du mécanicien, sur lequel il pût lire à chaque instant, et sans y songer eu quelque sorte» les variations de tension.

On a essayé, sur une grande échelle, le thermqmanomètre, ou thermomètre gradué en atmosphères, mais la fragilité de cet instrument qui, du reste, avait l'inconvénient d'être lent dans ses indications, Ta fait abandonner. On a employé plus tard, vers la fin de l'année 1843, le manomètre à air libre de Richard, dont le principe, indiqué depuis longtemps, n'avait pas encore reçu d'applications suivies. Cet instrument se compose d'un syphon à plusieurs branches, en communication les unes avec les autres, remplies de mercure à la partie inférieure, d'eau à la partie supérieure, de telle sorte que les différences de niveau du mercure dans chaque syphon partiel, s'ajoutent. Cet instrument, quoique coûteux de premier achat et d'un entretien assez assujettissant, remplit complètement le but que l'on doit se proposer d'atteindre. On lui a généralement préféré un simple manomètre à air comprimé, disposé pour rendre le nettoyage et la rectification très-faciles, mais qui est également assez assujettissant, à cause des dérangements fréquents qu'il éprouve, et qui, du reste, n'est susceptible, comme tous les manomètres à air comprimé, que d'une exactitude restreinte.

On emploie aussi, depuis quelque temps, le manomètre différentiel à air libre de Galy-Cazalat , construit par Journeux, Gestionnaire du brevet de cet inventeur. Dans cet instrument, la vapeur agit sur un piston d'un certain diamètre, le mercure sur un* piston d'un diamètre plus grand ; des membranes en caoutchouc volcanisé, qui s'appuient sur la surface de chaque piston, forment joint et empêchent l'eau ou le mercure de pénétrer dans le cylindre dont la capacité intérieure communique avec l'atmosphère. Ep proportionnant convenablement la surface des deux (pistons, on arrive à donner à la colonne de mercure, mobile dans le tube de verre, une longueur aussi faible que l'on veut, et Ton donne a F instrument des proportions très-restreintes.

Enfin un manomètre-métallique a été essayé depuis quelque temps avec succès ; il consiste en un tube de cuivre enroulé en spirale ou en hélice, fermé par un bout et communiquant par l'autre extrémité avec la chaudière ; la pression exercée par la

vapeur tend à redresser le tube et a le ramener à la formé rectilignc; là sjùrale ou l'hélice se déforme dans les limités d'élasticité du niétal, et sôh èxtrémité, en se déplaçant, agit, par l'intermédiaire d'un levier, sur un cadran. Ces quatre derniers manomètrës peuvent fonctionner, d'une manière utile, pourvu qu'ils soient entreténus et surveillés avec soin.

Ces instruments se vendent tout prêts à mettre en place, chez lès fabricants qui les construisent. Nous ne pensons pas qu'il soit Mile de les décrire d'une manière plus complète.

6p Indicateur de niveau d'eau. — Il est indispensable , danà toute chaudière à vapeur, ët surtout dans une chaudière de machine locomotive, de pouvoir vérifier, à chaque instant , lë niveau dé rèau. Ôn se sert pour celà d'un tube en cristal, monté sur deux tuyaux en communication avec la chaudière, l'un placé au-dessous l'autre au-dessus du niveau que l'eau doit atteindre habituelle ment (fig. 5, 6 et 7, pl. 10). freux robinets servent à intercepter la communication avec la chaudière lorsque le tube vient à Se briser ; ùh troisième robinet doit être placé à la partie inférieure du tube, pour permettre au mécanicien de vérilier, de temps en temps, si les tuyaux qui amènent l'eau et la vapeur ne sont pas obstrués ; il communique avec un tuyau qui aboutit sous la plate-forme. Lé tubë de verre est assujetti sur ses deux supports au moyen dé preèse-étoupes»

Indépendamment du tube indicateur de niveau d'eau, on doit disposer sur la chaudière trois robinets d'épreuve, placés à des niveaux différents, pour servir dans le cas où le niveau d'eau ne fonctionnerait pas, et même pour vérifier les indications de cet âppareil. À proximité du niveau d'eau, oh dispose un support s'Ur lequel on place une petite lanterne qui éclaire, pendant la nuit, te tube de verre, sur lequel le mécanicien doit jeter fréquemment les yeux.

Stephettson a groupé ces deux appareils de sûreté en un seul, représenté fig. 5 et 6, pl. 10. Un cylindre en bronze communique avec la chaudière, haut et bas, et reçoit, d'un côté, lè niveau d'eàU,

— Il» —

dé l'autre, trois robinets d'épreuve ; en regard des trous de communication avec la chaudière sont disposés des bouchons à vis, que Ton enlève pour nettoyer ces trous qui tendent toujours à s'obstruer par le dépôt des incrustations. Cette disposition a été longtemps en faveur ; mais on reconnaît maintenant qu'elle présente un inconvénient qui doit la faire repousser complètement. En effet, si les trous et les tuyaux de communication se bouchent, le niveau d'eau et les trois robinets d'épreuve cessent à la fois de donner des indications , tandis qu'ils devraient se suppléer les uns les autres.

On doit s'arranger pour que la partie inférieure du tube soit environ de 0» 01 plus haute que le niveau supérieur du plafond du foyer ; dans plusieurs cas, des mécaniciens, trompés par la disposition du tube qui contenait encore une colonne d'eau assez haute, lorsque le foyer découvrait, ont endommagé gravement des foyers en n'alimentant pas assez tôt.

On ajoute généralement aux moyens de sûreté qui viennent d'être indiqués, une disposition très-simple et qui a rendu souvent d'utiles services ; on place, dans le ciel du foyer, un écrou en fer» vissé dans l'épaisseur du métal, et dans lequel on coule du plomb. Ce bouchon fond lorsque le niveau de l'eau s'abaisse jusqu'au point de découvrir le foyer ; la vapeur s'échappe et éteint le feu.

On a eu souvent le tort de donner au bouchon fusible une forme cylindrique ou un diamètre trop grand, de telle sorte qu'il a pu, dans certaines circonstances, être chassé par la seule pression de la vapeur ; en lui donnant une forme conique très-prononcée, ou en taraudant profondément le trou dans lequel on coule le plomb, on remédie à cet inconvénient. On peut regarder l'application du bouchon fusible comme étant indispensable.

7° Sifflet. — Le sifflet à vapeur est placé sur la partie postérieure de la chaudière, à la portée du mécanicien, qui s'en sert pour annoncer l'arrivée du train, donner le signal d'avertissement pour la mise en marche, faire serrer et desserrer les freins. Il se compose, fiy. i,pl. 10, d'un réservoir percé d'une fente annulaire

très-étroite, au-dessus de laquelle est placée une cloche en bronze, à bords amincis. En ouvrant un robinet ou une valve qui remplit la même fonction, la vapeur vient frapper la cloche et la fait vibrer.—Quelquefois on adopte, pour un même chemin de fer, deux sifflets de forme et de sons différents ; l'un est appliqué aux trains de voyageurs, l'autre aux trains de marchandises ; cette différence est utile pour le service de l'exploitation, fig. 1, pl. 72.

8° Robinets et bouchons de vidange. — Indépendamment du bouchon qui occupe la place d'un tube dans la botte à fumée et qui sert pour le nettoyage du corps cylindrique, on place des bouchons taraudés, ou des bouchons autoclaves, aux quatre angles de la boite à feu extérieure, pour en extraire les dépôts et arracher, autant que possible, les incrustations, au moyen de burins et de tringles en fer. Les bouchons à vis sont d'un usage commode ; mais, pour éviter leur prompte usure, il faut rapporter, pour leur servir d'écrou, une pièce de fer plus épaisse que la tôle de la boite à feu.

- Quelquefois on place les bouchons sur le cadre qui réunit le foyer et la boîte à feu extérieure ; mais on a soin d'en augmenter le nombre.

On dispose, en outre, fig. 8 et 9,p/. 40, des robinets de vidange de chaque côté de la boîte à feu extérieure, pour vider la chaudière à chaud ; ils sont manœuvrés à l'aide d'une manette placée sur la plate-forme etj au moyen de laquelle le mécanicien peut vider, pendant la marche, une partie de l'eau, quand la chaudière est trop pleine. — Quelquefois on place un robinet de vidange à la hauteur du niveau que l'eau doit occuper dans la chaudière ; on s'en sert pour vider le trop-plein lorsqu'il y a trop d'eau, et pour purger la chaudière lorsque l'eau est chargée de matières grasses, ou émulsives qui font cracher ou primer la machine.

% é. — AppnrrlU 4e prive de ««peur et 4'éebappement.

La vapeur formée dans la chaudière doit être conduite aux cylindres et, après avoir agi sur les pistons, s'échapper dans la che-

minée où elle produit le tirage ; il résulte de là un ensemble de dispositions spéciales qui réclament toute l'attention du constructeur ; ces dispositions doivent être, en effet, combinées de telle sorte que la vapeur entraine avec elle le moins d'eau possible, et que, en s'échappant, elle produise, derrière les pistons, la moindre résistance possible. Ces détails préoccupent toutes les personnes qui se livrent à la construction des machines locomotives, c'est peut-être l'un des points sur lesquels il reste le plus à faire.

1° Dôme de prise de vapeur. — Indépendamment de la partie supérieure de la chaudière qui forme réservoir de vapeur, on dispose presque toujours une capacité additionnelle dans laquelle est puisée la vapeur qui se rend aux cylindres ; elle n'a pas seulement pour objet d'augmenter la dimension du réservoir de vapeur, qui doit être dans un certain rapport avec la dépense faite à chaque coup de piston ; elle a pour but principal de relever à une certaine hauteur, au-dessus de la surface de l'eau, l'origine du tuyau de prise de vapeur. Le mouvement de translation de la machine agite l'eau ; l'ébullition très-active et très-tumultueuse, dans un espace aussi restreint qu'une chaudière de locomotive, projette des gouttelettes d'eau qui peuvent être entraînées, par le courant de vapeur , vers l'issue qui lui donne passage pour aller aux cylindres ; les matières grasses, les dépôts vaseux qui se trouvent dans la chaudière tendent à rendre l'eau mousseuse et facilitent encore son entraînement, et lorsque cet entraînement mécanique a lieu dans une proportion un peu considérable, l'eau s'échappe sous forme de pluie par la cheminée ; on dit alors que la machine crache ou prime.

On doit s'attacher à rendre l'entraînement de l'eau liquide aussi faible que possible, car l'eau dépensée inutilement a toujours occasionné une certaine dépense pour être approvisionnée dans les réservoirs ; elle a besoin d'être renouvelée fréquemment, ce qui occasionne des pertes de temps pendant le trajet ; elle ne s'échappe qu'après avoir absorbé une quantité notable de la chaleur développée dans le foyer ; elle augmente la densité de la vapeur et, par

— tiï —

suite, lès frottèments dans les conduites, et empêche de profiler, dans les cylindres, de toute la pression qui correspond à la tension dè la vapeur produite dans la chaudière ; elle crée, par le môme motif, des résistances très-considérables derrière le piston, par le frottement développé à son passage dans les lumières et dans le tuyau d'échappement ; elle se vaporise en partie pendant la période d'échappement, au moment où la pression diminue, et elle refroidit les cylindres ; enfin, et c'est là le moindre des inconvénients, elle entraine, en s'échappant par la cheminée, des gouttes de boue Qui Couvrent la machine et les voitures, ce qui nécessite des nettoyages fréquents et, par suite, un surcroît de frais. L'eau introduite dans les cylindres y joue un rôle essentiellement nuisible ; on Verra, lorsque nous rapporterons les résultats constatés par l'expérience, jusqu'à quel point elle augmente la pression derrière le piston ; pour se réduire en vapeur, lorsque la tension diminue pendant la période d'échappement, elle absorbe une quantité considérable de chaleur latente qu'elle emprunte à la masse même des cylindres, et qui n'est restituée à ceux-ci que par la condensation d'Une quantité équivalente de vapeur arrivant de la chaudière; l'entraînement de l'eau, indépendamment de ses effets mécaniques, a donc encore pour résultat de faire perdre une partie de la vapeur produite dans la chaudière, qui se condense à son entrée dans les Cylindres. Il ne suffît donc pas que la machine ne prime pas, car il peut y avoir encore une grande quantité d'eau entraînée par la vapeur, sans que ce signe se manifeste ; il faut que la vapeur soit aussi sèche que possible.

Le dôme de prise de vapeur est construit, avons-nous dit, pour prévenir l'entrainement de l'eau. L'une des formes les plus simples, si elle n'avait pas souvent pour résultat de nuire à la bonne répartition du poids de la machine, et si elle ne présentait pas un grave inconvénient par sa position même, serait celle que Stephenson a introduite le premier et appliquée à toutes ses machines ; elle a été très-fréquemment employée jusqu'ici (fig. \ , pl. 8). Une autre disposition, également simple, consiste à placer, sur le cylindre qui recouvre le foyer, ou sur le corps cylindrique lui-même, un

fés^rvdif cylifadri^uëi surmonté d'une calotté semi-spbérique, étl d'un segment dê sttfface sphérique ; quelquefois même , éh donnant au métal une épaisseur suffisante, on emploie , comme fermeture, un fond presque plat (voir fig. i, pl. 6). La hauteur du dôme cylindrique est d'environ \* au-dessus de sa base.

Quelques constructeurs ont mis deux dômes, l'un au-dessus du foyer, l'autre sur le milieu ou vers l'avant du corps cylindrique ; d'autres enfin ont supprimé toute espèce de dôme, en ayant recours à ttô tù$au de prise de vapeur de forme spéciale que nous décrirons plus loin.

La position du dômë de prise de vapeur, c'est-à-dire du point vërs lequel doit aflluer la vapeur produite dans toute l'étendue dé la éhaudière, est d'une grande importance. Si Ton prend la vapeur au-dessus du foyer, l'Orifice du tuyau de conduite se trouve dans une partie où l'ébullition est nécessairement très-tumultueusè, ët les chances d'entraînement de l'éau sont augmentées ; en outre toute la vapeur formée dans la partie cylindrique vient aflluer vers le foyer, et rejette, dans l'intervalle compris entre les deux boites à feu, les dépôts vaseux et les incrustations qui se détachent Spontanément de la surface des tubes; enûn, l'aspiration produite par le tuyau de prise de vapeur et dont les effets sont surtout sensibles dans le voisinage immédiat de son embouchure, détermine une tuméfaction de la masse d'eau au-dessus du foyer, de telle sorte que, dès que le régulateur est fermé, le niveau de l'eau s'abaisse dans le tube indicateur, et que, si le mécanicien n'a pas suffisamment alimenté, le foyer, qui était couvert d'eau, peut se trouver découvert et recevoir un coup de feu. Au contraire, lorsque le dôme de prise de vapeur est sur le corps cylindrique, au milieu ou vêts l'avant, il correspond à un point où l'ébullition est très-faible, peut-être nulle, et où les chances de projection d'eau sont moindres ; le bouillonnement de l'eau rejette sans cesse les dépôts vers l'avant, là où les parois ne sont plus fortement échauffées; enfin, le mécanicien est moins exposé à voir le foyer se découvrir au moment de l'arrêt, s'il a eu soin de le tenir couvert pendant la marche, car la tuméfactioû qui se produit au droit du

dôme tend à déterminer une dépression équivalente dans les régions du foyer, dépression qui disparaît dès que le régulateur est fermé. — Les considérations qui précèdent établissent, d'une manière incontestable, qu'il y a tout avantage à mettre le dôme de prise de vapeur sur le corps cylindrique, entre le milieu et l'extrémité d'avant, plutôt que de le placer au-dessus du foyer, comme l'ont fait systématiquement beaucoup de constructeurs ; elles doivent rendre circonspect dans l'application du dôme à base carrée de Stephenson.

Si les tubes et l'eau occupent une grande partie de la capacité de la chaudière, et s'il ne reste qu'un espace d'une petite hauteur, pour livrer passage au courant de vapeur qui se précipite vers l'orifice d'écoulement, cette circonstance peut devenir une nouvelle cause d'entraînement de l'eau ; il conviendrait peut-être mieux, dans ce cas, de placer le dôme de prise de vapeur sur le foyer que sur le corps cylindrique; mais ce qui vaudrait mieux encore, serait de disposer deux dômes séparés, l'un au-dessus du foyer, l'autre vers le milieu ou l'avant du cylindre, afin d'éviter l'établissement d'un courant très-rapide dans un espace très-restreint; le tuyau de prise de vapeur porterait, dans ce dernier cas, deux branches, correspondant chacune à l'un des dômes de prise de vapeur. Cette dernière disposition, que l'on trouve dans quelques anciennes machines, trouverait une application utile sur un grand nombre de machines actuellement en service sur différents chemins de fer.

Lorsqu'on donne au dôme la forme d'un cylindre, placé sur la boite à feu extérieure ou sur la partie cylindrique, on le sépare en deux parties par un joint boulonné, et il sert de trou d'homme.

2° Tuyau nE prise nE vapeur et régulateur. — Le tuyau de prise de vapeur se compose d'une partie horizontale en cuivre, que l'on fait entrer par un trou ménagé dans la plaque tabulaire de la boite à fumée, lorsqu'il est trop long pour être introduit par le trou d'homme ; il s'assemble sur cette plaque au moyen d'une bride et de boulons ; la portion qui se relève pour monter à la partie supérieure du dôme de prise de vapeur est également en cuivre rouge lorsqu'elle ne porte pas le régulateur ; dans le cas contraire, elle

est en fonte ou en laiton. Dans ce dernier cas, la partie supérieure éu tuyau de prise de vapeur doit êire solidement attachée dans le dôme, où elle repose sur des traverses en fer forgé (fig. 3 et 4, pl. 12,). Lorsque le dôme est au-dessus du foyer, le tuyau de prise de vapeur a une grande longueur et il devient sensible aux effets de la dilatation ; le joint qui réunit ces deux parties doit être exécuté avec le plus grand soin ; on le fait au moyen de brides en fer et de boulons, ou au moyen de l'emmanchement conique représenté fig. 5, pl. 12. La difficulté de ce joint résulte de la nécessité de l'exécuter dans l'intérieur même de la chaudière, sans autre moyen d'accès que le trou d'homme. Lorsque le régulateur est placé près de la boîte à fumée, le tuyau de prise de vapeur est tout entier en fonte (fig. 3 et 4, pl. ii).

Le tuyau de prise de vapeur, à son entrée dans la boite à fumée, se bifurque pour se rendre aux deux cylindres ; la bifurcation s'o- I>ère dans une culotte en fonte qui est fortement boulonnée sur la plaque tabulaire ; les tuyaux de conduite sont en cuivre rouge et viennent s'assembler par joints à bride sur les tubulures que portent à cet effet les boîtes de tiroirs des cylindres. Lorsque les deux cylindres ont leurs tiroirs verticaux et une boite de tiroirs commune, on peut se contenter de placer un seul tuyau dans la boite à fumée, la culotte de bifurcation se réduisant à un simple coude. Les tuyaux de prise de vapeur, placés dans la boite à fumée, se courbent pour suivre le contour de ses parois, afin de ne pas masquer les tubes (fig. 2, pl. 9). Tous les joints de la conduite de vapeur doivent être exécutés avec le plus grand soin, car c'est souvent par là que manquent les machines en service.

La section intérieure des tuyaux de prise de vapeur varie de if 10 à 4/12 de celle de chaque cylindre; celle des tuyaux de bifurcation doit être égale à la moitié au moins de la précédente.

Le tuyau intérieur, lorsqu'il porte le régulateur à son origine, doit être d'une épaisseur suffisante pour résister à la pression qu'il supporte extérieurement, toutes les fois que la machine est au repos; la partie horizontale en cuivre rouge a de 0m 0(13 à 0m 005 d'épaisseur ; les tuyaux de la boîte à fumée, bien que ne résistant

qu'à la pression intérieure, ont généralement les mêmes dimensions.

Le tuyau de prise de vapeur de la machine Çrampton a une forme, particulière (fig. 3 et 4, pi Ify ; il occupe toute la longueur de Ut chaudière et se raccorde dans un point voisin de l'extrémité d'avant avec une boite en fonte placée à l'extérieur, et qui comprend le régulateur ; il est percé, à sa partie supérieure, d'une fente longitudinale qui règne sur toute sa longueur, et, par suite, il puise la vapeur dans toute l'étendue de la chaudière ; le dôme de prise de vapeur est supprimé. Si la largeur de la fente en chaque point était calculée en rapport avec la distance au régulateur et avec la résistance que le frottemept oppose à récoulement de la vapeur, et, m ou- , tre, en rapport avec l'importance de la vaporisation'en cfeaque point, la masse d'eau ne tendrait pas à se tuméBer et le niveau d'e*u ne présenterait pas de variation sensible lorsque la machine passerait de l'étal de mouvement à l'état de repos. Mais La plus grande quantité de vapeur étant formée au contact des parois du fiWflr, $n serait conduit à donner à cet endroit une ouverture considérable à la fente du tuyau, et il s'établirait vers cette fente un écoulement trèsrapide de vapeur qui entraînerait nécessairement beaucoup a"eaj} ; il vaut mieux, dans la pratique, arranger les choses pour qu'elles se fassent à peu près comme s'il y avait on dôme de prise de vapeur vers l'avant de la chaudière, et pour cela conserver à la fente une longueur uniforme Quoi qu'il en soit, l'expér^nfie démontre que lorsque la chambre de vapeur n'a pas une aMfneusjofl suffisante, lorsque le tuyau de prise de vapeur n'est pas assez é|evé au-dessus du niveau de l'eau, il y a un entraînement (J'eau considérable ; il en est de même lorsque l'eau est sale et lorsque Ja machine est, par suite, prédisposée à primer. On peut admettre, en effet , qu'il existe dans la chaudière entre l'eau et la vapeur un mélange de vapeur et d'eau incessamment projetée par j'e> bullition ; toutes les fois que la prise de vapeur qjç Çfanwton sera plongée dans cette zone intermédiaire, elle donnera passage à une très-grande quantité d'eau liquide. Cette disposition n'est donc pas un palliatif souverain, comme l'ont cru quelques personnes, contre l'inconvénient de l'entraînement de l'^au ;

si elle est avantageuse dans les machines qui ont un grand réservoir de vapeur, elle peut être au contraire nuisible dans^d'autres machines.

Il faut accepter comme une nécessité l'entraînement de l'eau par la vapeur, dans une chaudière de machine locomotive, appareil très-puissant quant à l'activité de la vaporisation, mais très-restreint quant aux dimensions, et dans lequel l'agitation de la masse d'eau est encore augmentée par le mouvement de translation de la machine, et par les secousses de toute nature <jui en sont la conséquence ; l'entraînement de l'eau, qu'il se révèle ou non par une pluie à l'extérieur, a toujours lieu plus ou moins. Lorsque l'on construit qne machine, on doit s'appliquer à ménager au-dessus de l'eau un espace d'une capacité et surtout d'une hauteur assez grandes, pour prévenir les conséquences d'une ébullition rapide, les projections des gouttelettes d'eau vers le régulateur, et l'entraioement de celles qui sont momentanément en suspension dans l'atmosphère de la chaudière. — Mais, lorsqu'une chaudière est construite ou que des conditions particulières de construction forcent à réduire. les dimensions que demande le réservoir de vapeur, le but qu'on doit se proposer est de produire à l'entrée du tuyau de prise de vapeur ou sur un point intermédiaire de sa longueur, une séparation mécanique de l'eau et de la vapeur mélangées ; de renvoyer l'une dans la chaudière et de conduire l'autre vers les cylindres.

On a proposé et essayé de dessécher la vapeur par l'action de la chaleur, en la surchauffant dans le trajet qu'elle effectue pour aller aux cylindres ; cette méthode est susceptible de réussir dans les machines fixes, où l'ébullitiou est moins tumultueuse, où l'entraînement de l'eau est en quelque sorte normal et ne varie pas dans des limites considérables sous l'influence des causes accidentelles, où le niveau de l'eau peut être maintenu au point convenable avec une grande régularité, où le graissage des pistons se fait d'une manière très-complète^; mais on ne devrait y recourir, dans les machines locomotives, qu'avec une grande circonspection, et à «léfaut d'autre moyen efficace.

U séparation mécanique de l'eau et de la vapeur peut&re basée

sur la diflfêrencede densité de ces deux fluides ; si l'on imprime à leur mélange une grande vitesse et qu'on lui fasse subir un changement brusque de direction, la vapeur, dont la densité est très-faible, s'infléchira immédiatement pour suivre la direction la plus courte vers l'orifice d'écoulement, tandis que les gouttelettes d'eau, en vertu de la vitesse acquise, continueront à suivre leur direction initiale et se trouveront soustraites à l'action du courant qui les entraînait. Un appareil construit sur ce principe a été appliqué à la première machine locomotive exécutée en France, par M. H. Edwards.

Malgré l'abaissement de pression qui résulte de cette disposition, quelques essais entrepris récemment ont donné des résultats satisfaisants et indiquent que, dans certaines circonstances, il y a des avantages a recueillir de l'application de ce principe, qui peut être réalisé sous des formes très-diverses. Les fig. i et 2, pl. 43, représentent la disposition essayée sur la machine la Victorieuse du chemin de fer de Versailles (rive gauche). Le tuyau de prise de vapeur, qui s'élève jusqu'à la partie supérieure du dôme, a son orifice fermé par une sorte de chapeau renversé qui l'embrasse sur une hauteur d'environ 0Œ,220 ; le tuyau de prise de vapeur, à sa partie supérieure, et sous le chapeau qui le recouvre, est percé d'une série de fentes verticales en forme de lanterne ; le tout est enveloppé d'un tuyau concentrique qui vient se réunir au tuyau principal, au point où celui-ci se raccorde par un joint à bride avec sa partie horizontale. Un tuyau de retour d'eau de 0m,03 de diamètre intérieur s'embranche sur cette enveloppe et vient plonger dans la chaudière au-dessous du niveau habituel de l'eau. Entre l'enveloppe et le chapeau qui recouvre la prise de vapeur, est un conduit annulaire dans lequel passe le mélange d'eau et de vapeur, qui y prend une grande vitesse, dirigée dans le sens vertical de haut en bas ; la vapeur s'infléchit brusquement pour remonter vers la lanterne qui lui donne accès dans le tuyau de prise de vapeur, tandis que l'eau est projetée, en vertu de sa vitesse acquise, et vient se réunir dans le réservoir compris entre le tuyau et l'enveloppe, pour retourner à la chaudière. Tel doit être le jeu de cet appareil, et le succès obtenu dans les pre-

mières applications qui en ont été faites semble prouver que les choses se passent en réalité comme on vient de l'indiquer.

Le régulateur sert à ouvrir et fermer le passage de la vapeur de la chaudière aux cylindres; il se compose d'un tiroir glissant sur une table dans laquelle sont |>ercées des lumières qui forment l'orilice du tuyau de prise de vapeur. Ce tiroir affecte quelquefois, •Luis les anciennes machines, la forme d'un disque à plusieurs ailes, qui prend un mouvement de rotation, pour ouvrir et découvrir les orifices percés sur un plateau circulaire (juj. 1 et 2, pl. 12). Lorsque le régulateur e<t formé par un tiroir, celui-ci se trouve placé verticalement (fig. 1 et 2, pl. 15, et fig. 3 et 1, pl. 12) ou horizontalement (fig. 3 et 4, pl. 15), cl quelquefois, sur un plan oblique à l'horizon. Le disque à ailes, qui prend le nom de papillon, ou le tiroir vertical doit être soutenu par un ressort qui le maintient, lorsque la machine est en feu. Ce ressort est encore destiné à permettre à l'air et à la vapeur refoulés par la marche, à contre-vapeur, de rentrer dans la chaudière ; pov cela, on doit laisser au tiroir un jeu de 0ni 003 à 0m 004 dans ses guides; c'est l'existence de ce jeu qui rend surtout nécessaire l'interposition du ressort.

Le régulateur est placé sur l'orilice même de la conduite, ou intercalé dans une partie de son parcours. Dans le premier cas, il est commandé par une tige de fer dont l'extrémité s'appuie sur une crapaudine venue de fonte avec le tuyau de prise de vapeur, et qui sort à l'arrière de la chaudière, à travers un presse-étoupes; une manette fixée sur cette tige sert au mécanicien pour la faire tourner, et, dans son mouvement de rotation, elle entraîne une manivelle qui commande une bielle dont l'extrémité s'attache au tiroir et le fait marcher (fig. 3 et 4, pl. 12). Si le régulateur est. formé par un papillon ou par un tiroir horizontal, la tige commande un parallélogramme qui transmet directement le mouvement de rotation (fuj. 1 et 2, pl. 12), ou qui imprime un mouvement de va-et-vient au tiroir (fig. 3 et 4, pl. 12), par l'intermédiaire d'une came ou d'un secteur denté.

Lorsque le régulateur est intercalé dans la conduite, la tige

passe dans un second presse-étoupes pour pénétrer dans la boite qui le renferme ; le mouvement de va-et-vient du tiroir est alors produit par un écrou et une vis filetée sur la tige du régulateur, ou par une manette extérieure agissant comme un levier. Ces dispositions peuvent, du reste, varier à l'infini ; les premiers régulateurs étaient de simples robinets; on a employé des soupapes, des vannes, etc.; la disposition qui a prédominé est celle du tiroir dont la forme est du reste elle-même très-variable.

La prise de vapeur de la machine Crampton (flg. 3 et 4, pl. 43) se compose d'une boite en fonte placée sur le corps cylindrique, fermée à sa partie supérieure par un couvercle plat, présentant à la partie inférieure une sorte de tubulure dans laquelle vient passer le tuyau de prise de vapeur qui se prolonge, de part et d'autre, sur toute la longueur de la chaudière; les tuyaux, qui conduisent la vapeur aux cylindres juxta-posés à la chaudière, viennent s'embrancher sur les côtés de cette boite dans laquelle ils détiouchent chacun par deux lumières de forme pentagonale ; un double tiroir commandé par une tige unique, couvre et démasque à la fois ces deux lumières ; la forme de celles-ci permet de ne donner à la vapeur qu'une issue extrêmement étroite au départ du tiroir, avantage qui n'est pas obtenu avec les lumières ordinaires à orifices rectangulaires. La lige du régulateur est guidée dans une direction rectiligne et porte une coulisse commandée par une petite manivelle montée sur un arbre qui tait tourner un volant place en guise de manivelle à la main du mécanicien (fig. 1 , pl. 6tf).

Dans tous les cas, l'ensemble des dispositions de la machine doit être combiné de telle sorte que la visite du régulateur soit toujours facile, car il exige de fréquentes réparations, et il importe que sa fermeture soit ^ toujours très-exacte et, par conséquent, que les surfaces de contact restent parfaitement planes et polies. Quelques constructeurs ont placé le régulateur dans la boîte à fumée; cette dis|>osition, à côté de certains avantages, a des inconvénients marqués ; elle augmente le volume de la culotte de distribution ; les joints sont altérés par l'action du feu; le montage et le démontage en sont dtlliciles ; le tiroir grippe sur sa table, etc.

Si l'on cherchait à reproduire cette disposition, on devrait la combiner avec la modification de la boite à fumée que nous avons indiquée page 109. La boite du régulateur serait soustraite à l'action du feu et serait d'une réparation facile.

Les constructeurs s'appliquent, en général, à donner aux lumières du régulateur une section supérieure à celle du tuyau de prise de vapeur qui a lui-même une section égale à 1/10 de l'aire de chaque piston ; cette condition n'est pas indispensable, lorsque le régulateur est placé à l'origine du tuyau, car, excepté dans la marche à forte détente, les conducteurs de machines n'ouvrent jamais le régulateur au-delà de la quantité strictement nécessaire pour donner une libre issue à la vapeur, aliu d'éviter l'entraînement de l'eau, qui a lieu d'autant plus facilement que les affaiblissements de pression qui résultent de l'émission rapide de la vapeur dans les cylindres sont plus fréquents et plus instantanés,

La masse d'eau éprouve une tuméfaction d'autant moins forte que l'écoulement de la vapeur produite est plus régulier. Enfin pour ce genre de régulateur, on comprend que la résistance au mouvement, que la vapeur éprouve dans un orifice percé en quelque sorte en mince paroi, soit très-faible à côté de celle que détermine le frottement dans un tuyau d'une assez grande longueur. Les mêmes motifs n'existent plus pour un régulateur intercalé dans la conduite, il faut lui donner une large section pour atténuer, autant que possible, l'effet des changements brusques de direction et des remous qu'il occasionne.

La boite du régulateur et la table qui le supporte sont en fonte, d'une seule pièce; le tiroir, ou la pièce qui en tient lieu, est en fonte ou mieux en bronze, ce dernier métal étant moins disposé à gripper.

3° Tuyau o'kchappemem. — La vapeur sortant de chaque cylindre, après avoir traversé la lumière d'échappement , passe par une tubulure sur laquelle vient s'attacher le tuyau d'échappement, par un joint à bride. Les deux tuyaux d'échappement viennent se réunir en un seul , qui se rétrécit à son orifice pour former la tuyère. La réunion a lieu près de l'orifice de sortie , dans la che*

minée on près dos cylindres. Dans le premier cas , chaque tuyau rampe isolément le long des parois de la boite à fumée , et la jonction s'opère dans une culotte en fonte qui est attachée par des boulons à la culotte des tuyaux de distribution ; dans le second cas, une culotte en fonte est fixée sur les deux tubulures des cylindres et reçoit le tuyau d'échappement, qui est commun. Chaque disposition a ses avantages et ses inconvénients : la première (fig. 2, pl. 9 ; fig. 3 , pl. 59 ; fig. 2 , pl. 5i; fig. 2 , pl. 57) isole plus complètement les deux jets de vapeur et empêche mieux la vapeur d'un cylindre de réagir sur le piston de l'autre cylindre , mais elle obstrue l'orifice de la cheminée; la seconde (fig. 3, pl. (>5; fig. 3, pl. (>8) présente l'inconvénient et l'avantage inverses de la première disposition. L'expérience n'a pas encore fixé les constructeurs sur le mérite comparatif des deux systèmes , ce qui semble indiquer que les motifs de préférence se balancent sensiblement. Le premier est du reste le seul qui puisse être appliqué lorsque les cylindres sont extérieurs.

Ainsi que nous l'avons déjà indiqué, on rend variable la section de Porificc d'échappement. La disposition la plus simple consiste à terminer la tuyère ou partie supérieure du tuyau d'échappement par un ajutage rectangulaire , formé de deux faces planes et parallèles, entre lesquelles on fait mouvoir deux valves légèrement cintrées , qui , en se rapprochant ou en s'écartant, font varier la section de l'orifice , sans que l'axe du jet de vapeur cesse de coïncider avec celui de la cheminée. Chaque valve est montée a sa partie inférieure sur un axe en fer, soutenu par deux oreilles venues à la fonte sur les faces latérales et fixes. Les deux axes sont reliés entre eux par des leviers ou des secteurs dentés qui leur impriment un mouvement symétrique de part et d'autre de l'axe de la tuyère. Ce mouvement est transmis par une tringle dont l'extrémité est à la main du mécanicien , et qui est guidée par des supports sur le flanc du corps cylindrique où elle sert de main courante. Il convient, pour dégager la base de la cheminée et pour rendre le jeu du mécanisme plus facile , de prolonger les axes des valves mobiles à l'extérieur de la boite a fumée, et de placer en dehors les leviers

ou les secteurs dentés qui les font mouvoir (fig. 1 , pl. 60 ; fig. 1 , pl. 70). I! faut, dans tous les cas, que l'assemblage des valves sur le tuyau d'échappement soit fait avec le plus grand soin et avec des emmanchements solides , car des fuites sur les côtés et par les joints peuvent nuire d'une manière très-notable au tirage, en contrariant l'eflet du jet de vapeur.

La tringle qui transmet le mouvement reçoit un mouvement de va-et-vient , soit au moyen d'une manivelle qui sert à la tirer et à la repousser , soit au moyen d'un petit volant qui la fait tourner et d'un écrou fixe qui agit sur une vis filetée sur la tringle elle-même. Cette dernière disposition est la meilleure , car elle permet de faire varier par degrés insensibles, et de régler au point convenable l'orifice d'échappement.

L'échappement doit être aussi direct que possible, et se faire par une conduite d'égale section dans toute son étendue , sans étranglement. Cette double condition doit être prise en grande considération lorsque l'on trace le plan des cylindres. Le tuyau doit pénétrer de quelques centimètres seulement dans la cheminée, dont il convient d'évaser la base, ainsi que nous l'avons déjà fait remarquer, pour que le passage des gaz chauds ne soit pas trop étranglé. On ne saurait, du reste, indiquer de règle précise à ce sujet, les constructeurs adoptant des dispositions qui varient h l'infini. C'est cependant un des points les plus importants de la construction des machines locomotives , une petite différence de forme , quelques centimètres de plus ou de moins dans les dimensions des pièces pouvant exercer une influence très-marquée sur le tirage.

Lorsque le tuyau d'échappement est unique et placé dans l'axe de la boite à fumée, il convient de lui donner une forme elliptique dans toute la partie qui correspond aux tubes , afin de faciliter le nettoyage de ceux-ci (fig. 6 et 7 , pl. 13). La section du tuyau d'échappement est habituellement, pour chaque cylindre, égale à celle du tuyau de prise de vapeur , c'est-à-dire à environ 1/10* de l'aire du piston ; si le tuyau est commun , cette section doit être doublée. Ces dimensions doivent, du reste , varier avec les dispositions géuérales de la machine et avec la nature du combus-

tible; si le coke est de très-bonne qualité, et si le volume des cylindres est faible relativement à la surface de chauffe, il n'est pas nécessaire de disposer l'échappement de manière à produire un tirage artificiel très-énergique ; il faut laisser une très-large section aux tuyaux qui donnent issue à la vapeur et a l'orifice de la tuyère, qui peut atteindre le diamètre de 0m 12 à 0™ 15. Il n'y a même, dans ce cas, qu'un médiocre intérêt à rendre l'échappement variable , car c'est moins la section de l'orifice supérieur que celle des lumières du cylindre et de la partie de la conduite adhérente au cylindre qui influe sur la pression résistante, derrière le piston. Dans le cas contraire, il faut compenser par l'énergie du tirage l'insuffisance de la surface de chauffe , et faire passer de force, pour ainsi dire, l'air à travers le combustible, dont les cendres et le mâchefer rendent la masse moins perméable, il faut éviter de donner un trop grand volume aux conduites , parce que la vapeur, en sortant du cylindre, s'y détendrait et ne conserverait plus une vitesse suffisante en arrivant à la cheminée. Par le même motif, il faut rétrécir l'orifice de la tuyère, cl lui donner seulement 0m 07 à 0m 08 de diamètre, si sa section n'est pas variable. C'est dans ce cas surtout que l'échappement variable peut rendre de grands services. Ce qui précède explique pourquoi les Anglais n'ont pas habituellement fait usage de l'échappement variable, qui a été, au contraire , adopté d'une manière générale en France.

L'emploi du tuyau d'échappement variable exige une certaine habileté de la part des mécaniciens , qui ne doivent resserrer l'orifice qu'autant qu'il est nécessaire de le faire pour maintenir la tension de la vapeur au point convenable, qui doivent prévoir les causes qui tendent h la faire baisser et les prévenir par une augmentation modérée du tirage , sans attendre qu'elle soit tombée tout a fait pour réduire à sa dernière limite la section de la tuyère. Un tirage trop actif entraîne de petits fragments de coke qui bouchent les tubes , des cendres à moitié fondues qui s'attachent aux viroles et obstruent l'orifice des tubes. C'est dans un cas extrême seulement que Ton doit serrer complètement les valves mobiles et imprimer au tirage toute l'énergie possible.

S ». — > Allmrutallon.

1° Pompes alimentaires. — Il existe deux systèmes distincts de pompes alimentaires : les unes sont à grande course et commandées directement par les tiges de piston ; les autres sont à petite course et commandées par les excentriques de la distribution. — Nous décrirons le premier en détail , et nous indiquerons ensuite quelles sont les dispositions spéciales qui caractérisent le second.

Le corps de pompe est en bronze ou en fonte ; il est fixé au châssis à l'intérieur ou à l'extérieur, suivant la position des cylindres; son axe est parallèle à celui du cylindre. La pompe est à simple effet , et le piston est formé par un plongeur , tige cylindrique de 0m 04 a 0* 06 de diamètre , fixée sur la coquille ou tétc de la tige du piston (fig. 4 , pl. 44 , et fig. 2, 9, 40 et 44 , pl. 24). L'emmanchement du plongeur avec la coquille a lieu au moyen d'un petit levier calé sur l'extrémité do boulon qui réunit la bielle motrice à la lige du piston, ou venu de forge sur ce boulon, ou bien encore appliqué directement sur le prolongement même de ce boulon. Le plongeur est en fer, en acier ou en bronze.

Le corps de pompe est pourvu d'un presse-étoupes dans lequel se meut le plongeur, et qui lui sert de guide ; son diamètre excède de 0* 003 à 0» 004 seulement celui du plongeur, car il importe de ne pas laisser séjourner dans la pompe une trop grande quantité d'eau, qui peut devenir, pendant les gelées, une cause de rupture.

La chapelle de la soupape ^aspiration est fondue avec le corps de pompe , ou rapportée au moyen d'un assemblage a bride et à boulons (fig. 4 , 2 et 3, pl. 44) ; elle est placée à son extrémité, au-dessous ou sur le côté ; elle doit, autant que possible, être dis- \mée pour que la soupape puisse être visitée et réparée sans qu'il soit pour cela nécessaire de démonter autre chose qu'un bouchon à vis ou on couvercle maintenu par une vis de pression et un étrier. La soupape est à clapet ou à boulet. La première se compose d'un disque en bronze {fig. 4, 2 3, pl. 44; fig. 4, 2, Set 6, pl. 45), présentant une partie conique qui repose sur le siège, et qui forme

la fermeture au repos ; elle porte quatre ailettes glissant à frottement doux dans une partie cylindrique qui termine la conduite d'aspiration et qui est percée dans le bloc de métal formant le siège de la soupape. La soupape porte donc avec elle-même son guide. Le siège est en bronze; il fait corps avec la chapelle lorsque celleci est elle-même en bronze; il est rapporté lorsqu'elle est en fonte et qu* elle dépend du corps de pompe.

La soupape à boulet (fig. 4 et 5 , pl. 14 ; fig. 3 et 4 , pl. 15) se compose d'une sphère en bronze , creuse à l'intérieur ou pleine , suivant sa dimension, qui repose, comme la précédente, sur un siège en bronze , tourné au contact suivant une zone de surface sphérique. Le boulet est prisonnier dans une espèce de cloche a jour , qui lui sert de guide et limite sa course. Cette cloche est vissée sur le siège de la soupape ou attachée au couvercle qui ferme la chapelle. Les clapets , dans le premier système , ont également leur course limitée p3r un arrêt fixé au couvercle.

La soupape de refoulement est construite exactement comme celle d'aspiration , mais, généralement , la boîte ou chapelle qui la renferme est rapportée ; elle est placée comme elle a l'extrémité , mais en contre-haut du corps de pompe. On met habituellement deux soupapes de refoulement , l'une au-dessus de l'autre , pour remédier au dérangement fréquent que ces pièces peuvent éprouver. On place en outre très-près de la chaudière , pour retenir l'eau qu'elle renferme, en cas de rupture ou de réparation de la pompe , une troisième soupape ou un robinet; quelquefois, on se contente de reporter la deuxième soupape de refoulement très-près de la chaudière ; mais cette disposition ne doit pas être recommandée , car l'espace compris entre les deux clapets de refoulement doit être aussi restreint que possible.

Le tuyau (Cépveuve prend son origine entre les deux soupapes de refoulement; il est très-court, et le robinet qui sert à le manœuvrer porte une longue tringle dont la poignée est à la portée du mécanicien , ou bien il est très-long et vient se terminer au gardecorps , de telle sorte que le robinet lui-même soit sous la main du mécanicien. Dans ce dernier cas , il est nécessaire que le tuyau

soit très-solide et fortement assujetti dans toutes ses parties , car les chocs que Peau lui imprime le dégradent facilement, et, en outre, il est exposé a geler pendant l'hiver. Le tuyau d'épreuve est en même temps un tuyau d'amorce et de purge , lorsque l'air s'est introduit entre les clapets, ou que le clapet supérieur ferme mal et laisse arriver la vapeur de la chaudière entre les deux clapets. Il est donc nécessaire, comme nous l'avons déjà dit , que l'espace compris entre les deux clapets soit le moindre possible , afin que le tuyau d'épreuve puisse purger facilement la capacité sur laquelle il est placé ; dans tous les cas, il doit être placé très-près de la sou- |)ape supérieure.

La course des plongeurs varie, comme celle des pistons, de 0» 46 à O» 70. La levée des clapets ou des boulets ne doit guère excéder 0m 02; elle est même réduite à 0m 012 dans les pompes du chemin de fer du Nord (fig. 4 , pl. 14) ; car le retard à la fermeture au moment de l'aspiration est l'une des causes principales qui réduisent l'effet utile des pompes. Il faut, en même temps que l'on restreint la levée , dégager , autant que possible , l'issue qui reste ouverte à l'eau , pour que la contraction qu'éprouve la veine fluide développe le moins possible de résistance à son mouvement et nuise le moins possible au rendement. Le nombre des joints doit être réduit autant que le permettent les nécessités de la construction , et leur confection doit être l'objet des plus grands soins , car les chocs multipliés que tout le système éprouve occasionnent de fréquentes dégradations.

Les pompes a petite course ne peuvent être employées que lorsqu'il existe une assez grande distance entre l'essieu moteur et le foyer ; elles ne diffèrent essentiellement des précédentes que par les dimensions du plongeur et le mode adopté pour lui imprimer son mouvement de va-et-vient. Le plongeur est en fonte; il est guidé par un long presse-étoupes (fig. 4 5 , pl. 14 ; fig. 5 et G , pl. 15). Il est creux et pourvu d'un double fond dans lequel passe un boulon dont la tête est disposée en forme de fourche pour recevoir la bielle motrice. Celle-ci est attachée à l'excentrique de la marche en arrière, qui travaille et fatigue moins que l'excentrique

de la marche en avant. La course est égale an double du rayon d'excentricité, et varie de 0» 110 à 0» 440; son diamètre est habituellement de 0™ 10. La bielle qui commande le plongeur doit avoir au moins 0m 50 de longueur. Quelquefois, à défaut d'un espace suffisant , on a placé ces pompes en avant de l'essieu moteur , mais cette disposition est exceptionnelle.

Dans la machine de Crampton , où les cylindres sont placés à une grande distance en arrière des roues d'avant, on a placé les pompes en avant des cylindres , et le plongeur est formé par le prolongement même de la tige du piston.

Les pompes sont toujours au nombre de deux, une pour chaque cylindre ; cela est nécessaire pour parer aux accidents assez fréquents qu'éprouvent ces appareils et qui en suspendent le jeu. Chaque pompe séparément doit «Ure suffisante pour fournir à elle seule toute l'eau nécessaire ; son prodoit doit même être de beaucoup supérieur à la dépense qui a lieu dans le même temps , de telle sorte qu'il ne soit nécessaire de la faire fonctionner que par intermittence , et pendant au plus un tiers du temps d'activité de la machine.

Le produit théorique de la pompe pendant un temps donné est la somme des volumes engendrés par le plongeur à chacune de ses oscillations ; lorsque le plan d'une machine est arrêté, et le volume des cylindres connu, si l'on veut proportionner la dimension des pompes à la dépense de vapeur à effectuer lorsque celle-ci atteint son maximum , on calculera le poids de vapeur correspondant à quatre cylindrées entières , en augmentant de 30 p. 0/0 le nombre déterminé au moyen des données de la table de la page 39, afin de tenir compte de l'eau entraînée ; la pompe ne donnant qu'environ 60 p. 0/0 d'effet utile et ne devant fonctionner que pendant un tiers du temps d'activité de la machine, on multipliera par 1,3 et par 3, ou par 4,8, le poids calculé comme on l'a indiqué ci-dessus, en ayant soin de l'exprimer en kilogrammes. Ce nombre représentera en litres le volume que doit engendrer le plongeur, dont la course est donnée et dont le diamètre restera seul à calculer.

Diqitized byX^OUgle

2" TCYAOX D'ASPIRATION ET DR REFOULEMEWT. — LeS pompes

puisent leur eau dans le tender au moyen d'un tuyau en cuivre rouge de 0» 004 à 0m 005 de diamètre , et de 0" 0025 a 0m 004 d'épaisseur, qui aboutit au tender, où son orifice peut être fermé à volonté par une soupape , comme nous l'indiquerons plus tard. Chaque pompe a un tuyau distinct. Les besoins du service obligeant à séparer fréquemment le tender de la machine , il est nécessaire d'établir un raccordement d'une forme commode, pour réunir la partie du tuyau d'aspiration qui est fixée à la machine et celle qui est fixée au tender. Pendant longtemps on s'est servi d'un tuyau en toile à tissu très-serré , qui était attaché sur le bout du tuyau dépendant du tender , et portait à l'autre extrémité l'écrou d'un raccord à vis. Ce raccord s'emmanchait sur l'extrémité filetée de la portion du tuyau attachée à la machine. Cette disposition est simple et économique de construction , mais elle fait perdre un certain temps pour monter et démonter les raccords , et facilite les rentrées d'air. II faut, en outre, pour cela que les hommes de service qui sont chargés de celte manœuvre s'engagent le corps en partie entre les roues, ce qui n'est pas exempt de danger. Les tuyaux en toile sont coupés un peu plus longs que l'intervalle qu'ils doivent remplir, pour que les déplacements relatifs du tender et de la machine , résultant du mouvement de lacet ou du passage dans les courbes, puissent se produire librement et sans les tendre complètement. Sur le chemin de fer de Saint-Germain , on place dans le tuyau dé toile un tuyau en caoutchouc volcanisé, qui rend les fuites d'eau moins fréquentes, qui empêche les rentrées d'air lorsque la pompe fonctionne à vide, qui prévient l'aplatissement du tuyau de toile , et , par suite , l'usure résultant de la déformation indéfiniment répétée qu'il éprouve.

Quelques constructeurs, et entre autres M. Buddicom, ont réuni en un seul , sous la plalc-formc du mécanicien , les deux tuyaux d'aspiration , de telle sorte qu'il n'y ail qu'un seul raccord à démonter pour séparer le tender de la machine ; en même temps , ils ont remplacé le tuyau en toile par un tuyau à rotule (fig. 2 et 3, pi. 16) composé de deux parties glissant l'une dans l'autre, la partie

mâle étant exactement tournée à la surface, la partie femelle portant un presse-étoupes qui forme joint ; ces deux pièces sont en outre réunies à chacune des parties fixes du tuyau d'aspiration , par un joint à rotule, de telle sorte que la pièce entière puisse se prêter à tous les mouvements relatifs du tender et de la machine. Chacun des tuyaux d'aspiration porte à son origine un robinet dont la lige vient traverser la plate-forme et se terminer par une manette que le mécanicien manœuvre avec la main ou même avec le pied pour régler l'alimentation.

Maintenant, on adopte généralement des tuyaux à rotules construits sur le même principe , mais dans lesquels la partie femelle porte un entonnoir ou pavillon d'environ Om 20 d'ouverture, qui permet d'y engager la partie mdlc , sans recourir à aucune espèce de main-d'œuvre. Les deux parties du tuyau à rotule sont soutenues par des chaînettes qui les maintiennent à peu près à la hauteur qu'elles doivent occuper habituellement , et lorsque la machine , mise en mouvement par le mécanicien, vient s'appuyer sur le tender , la partie mâle , guidée par le pavillon, vient prendre spontanément sa place (fig. 2 et 3, pl. 46). On dispose deux tuyaux à rotules, ou, pour employer le langage habituel, deux ivtules, une pour chaque pompe. Il convient, lorsque la longueur de la plateforme le permet , de fixer le pavillon et la partie femelle sur la machine, pour que la poussière de la route ne vienne pas s'y loger en trop grande quantité.

Nous devons, en outre, signaler une disposition toute particulière qui a été employée avec succès, depuis près de dix années, sur le chemin de fer de Versailles (rive gauche) , et que M. Polonceau, son auteur , vient d'appliquer sur les nouvelles machines qu'il a construites pour le chemin de fer de Paris à Orléans. Les tuyaux en toile sont remplacés par des tuyaux en cuivre rouge, d'une faible épaisseur, et de 0m 03 à 0m 04 de diamètre, enroulés en cercle, de manière à former un tour de spire entier entre les deux raccords qui sont sur le prolongement l'un de l'autre. Ce tuyau a toute la flexibilité nécessaire pour obéir à tous les déplacements relatifs du tender et de la machine, et tient parfaitement l'eau et la vapeur.

Les tuyaux d'aspiration sont soutenus de place en place par des pattes en fer. Les rotules sont en bronze ou en laiton.

On embranche sur chaque tuyau d'aspiration (fig. 2 , pl. 16) un tuyau réchauffeur qui sert à envoyer dans le tender , pendant le stationnement, l'excédant de vapeur produite dans la chaudière, et qu'on utilise pour réchauffer l'eau. Chaque tuyau réchauffeur est fermé par un robinet , près du point où il se branche sur l'enveloppe du foyer; il doit puiser la vapeur à une assez grande hauteur au-dessus du niveau de l'eau. Celle-ci pourrait être entraînée en grande quantité , si la prise de vapeur avait lieu trop près de sa surface. La meilleure forme de robinet réchauffeur est celle qu'indique la fig. 5, pl. 46; elle se compose d'une soupape montée sur une tige à vis. Cette disposition doit être appliquée , autant que possible, à tous les robinets qui livrent passage à de la vapeur ou à de l'eau chaude ; lorsqu'on leur donne la forme ordinaire , le corps du robinet se dilate et ne peut plus tourner que difficilement dans son boisseau; souvent même les surfaces grippent , et une réparation devient nécessaire.

Le tuyau de refoulement est en cuivre rouge , de 0m 0025 à 0m 00-i d'épaisseur , et de même diamètre que le tuyau d'aspiration ; il se soude à un bout du tuyau en bronze qui s'applique, par l'intermédiaire d'une bride et de boulons , sur le corps de la chaudière, et porte la soupape ou le robinet de retenue (fig. 6, pl. 15 ; fig. ij pl. 16). Le joint de la chaudière doit être fait au minium et exécuté avec le plus grand soin. Lorsqu'on fait usage d'un robinet de retenue , il arrive quelquefois que le mécanicien , oubliant de le Couvrir avant d'alimenter, brise les tuyaux et détruit les joints. Il convient de le disposer de telle sorte que la clef mobile qui sert à le manœuvrer ne puisse être enlevée que lorsqu'il est ouvert ; la vue «le cette clef frappe le mécanicien et prévient tout oubli de sa part.

Les constructeurs n'ont pas toujours été d'accord sur le point où il convenait d'injecter l'eau froide dans la chaudière ; quelques-uns ont placé l'introduction sur la boite à feu extérieure : mais ce système a l'inconvénient de produire des contractions nuisibles à la

conservation du foyer ; en outre , si l'eau est chargée de matières calcaires , les dépôts peuvent se former eu plus grande abondance entre les deux enveloppes du foyer. La position la plus convenable est à l'avant de la partie cylindrique , ou , lorsque la position des pompes le nécessite, dans un point intermédiaire entre le milieu et l'avaut, mais toujours le plus loin possible du foyer.

3° Eau n* alimentation. — On doit, autant que possible, alimenter avec de l'eau chaude ; pour cela, on établit souvent des appareils pour maintenir constamment chaude l'eau des réservoirs, dans lesquels les machines en service prennent leur approvisionnement ; on profite également de la vapeur qui se produit en excès dans les machines en stationnement, et on la renvoie dans le tender au moyen du tuyau réchauffeur. Le chauffage de l'eau, pour lequel on utilise de la vapeur sans emploi et des combustibles de rebut, n'est pas seulement une source d'économie, en raison de la chaleur que l'eau apporte avec elle et qu'elle n'emprunte pas au foyer ; c'est surtout un moyen d'assurer la bonne marche de la machine ; en effet, lorsqu'on injecte une grande quantité d'eau froide dans la chaudière, surtout lorsque l'alimentation coïncide avec le rechargement du foyer, la tension de la vapeur s'abaisse dans des limites considérables, et un mécanicien peu habile peut se trouver, par ce fait seul, mis hors d'état de continuer sa route ; lorsque l'eau est chauffée à 50° ou 60° seulement, cet effet devient beaucoup moins sensible. Théoriquement, il conviendrait de chauffer l'eau jusqu'à près de 100° ; mais il est nécessaire, en réalité, de se maintenir à la limite de 60° à 70°, car l'eau trop chaude se réduit en vapeur dans le corps de pompe et cesse d'être aspirée et refoulée dans la chaudière; il faut, lorsque l'eau est très-chaude, avoir soin de laisser la soupape placée dans le tender, à l'origine du tuyau d'aspiration, complètement ouverte, car un étranglement qui opposerait une résistance un peu considérable au mouvement de l'eau contribuerait à enq>ècher la pompe de fonctionner.

Le choix des eaux qui servent à l'alimentation est d'une importance capitale ; de leur bonne ou mauvaise qualité dépend la con-

servatiou ou la destruction rapide du foyer intérieur et des tubes. L'eau de source est toujours chargée de sels calcaires, de sulfate de chaux et souvent de carbonate de chaux ; le dernier de ces sels est maintenu en dissolution par un excès d'acide carbonique qui se dégage de l'eau dès que celle-ci est chauffée ; le premier est solnble par lui-même, mais en assez faible quantité seulement. Après un certain temps d'ébullition, l'eau se salure de sulfate de chaux, et la concentration continuant, celui-ci se dépose sur les parois au contact desquelles a lieu la production de vapeur. Le sulfate «le chaux elle carbonate de chaux qui se déposent dans la chaudière se partageut en deux parties, l'une qui reste à l'étal vaseux eu suspension dans l'eau et se rassemble, lorsque la machine est au repos, dans les parties inférieures de la chaudière, mais sans y adhérer, l'autre qui éprouve une sorle de cristallisation confuse et s'attache aux parois du foyer et des tubes avec une adhérence telle qu'on ne peut détacher les croûtes ainsi formées qu'au moyen d'un burin. Lorsque les eaux sont très-ehargées de sels calcaires, les incrustations [wuvenl atteindre en assez peu de temps des épaisseurs qui excèdent 0m 001 sur les tubes et 0m 01 sur les parois de la boite à feu.

Les parois métalliques ainsi enduites de matières sédimentaires qui conduisent très-mal la chaleur, se suréchauffent, et en se dilatant et se contractant de quantités très-considérables, perdent leur solidité, en méuie temps que l'oxydation diminue leur épaisseur, les viroles des tubes se disjoignent, et de nombreuses fuites se déclarent dans le foyer; enfin la chaleur développée parla com- Iwstion du coke se transmet plus difficilement à la masse liquide. La mauvaise qualité de l'eau d'alimentation est donc à la fois une cause de mauvais service, d'insécurité, de réparations fréquentes et coûteuses, et de surcroît dans la consommation du combustible.

S'il était possible d'évaluer en argent les dépenses de toute nature résultant de l'emploi d'une mauvaise eau d'alimentation, on resterait convaincu, de la manière la plus évidente, de la nécessité d'entreprendre les travaux en apparence les plus dispendieux pour

fournir aux réservoirs des eaux pures ; ce ne serait peut-être pas aller au delà de la réalité que d'estimer à 0 fr. 40, par kilomètre parcouru, le surcroit total des dépenses qu'occasionne l'usage d'une eau impure; pour 20,000 kilomètres de parcours annuel, ce serait un surcroît de dépenses de 2,000 fr. par an et par machine.

Lorsque les eaux déposent des sels calcaires, il faut nettoyer très-fréquemment la chaudière pour enlever les dépôts vaseux qui s'y forment en grande abondance, enlever les pellicules calcaires qui se détachent spontanément des tubes par l'effet des dilatations et contractions qu'ils éprouvent ; ces dépôts peuvent se durcir et devenir solides en formant de nouvelles incrustations; en outre, ils salissent l'eau et font primer la machine. Il faut, de temps en temps, enlever quelques tubes des rangées inférieures, pour nettoyer à foud la partie cylindrique, démonter les armatures qui soutiennent le ciel du foyer et détacher, avec un ciseau et un marteau, les incrustations qui le recouvrent, enlever tout ce que peut atteindre un ouvrier en pénétrant dans l'intérieur de la chaudière par le trou d'homme, et tout ce qu'il est possible d'atteindre avec des tringles de fer passées par les trous de vidange. Malgré toutes ces précautions, il reste encore, principalement sur les parois verticales du foyer, des croûtes calcaires qu'on ne peut enlever mécaniquement qu'en remplaçant un très-grand nombre d'entretoises.

On a cherché à combattre l'effet des incrustations par des procédés chimiques ; quelques substances comme l'amidon (pommes de terre), les infusions de bois de teinture, le tannin, etc., ont pour objet de rendre les incrustations moins adhérentes et de faciliter les nettoyages; elles sont peu efficaces et font primer les machines ; d'autres, comme la soude, le sel ammoniac, la chaux, le carbonate de soude, ont pour objetde détruire les incrustations déjà formées et de nettoyer les chaudières. Beaucoup de recettes, que leurs inventeurs entourent de mystère et pour lesquelles il a été pris plusieurs brevets, sont journellement proposées aux ingénieurs qui entretiennent le matériel des chemins de fer ; elles ont toutes pour but, avec plus ou moins de succès, d'attaquer les éléments qui entrent dans la composition des incrustations, de les

désagréger et de les faire tomber à l'état de boue qui sort avec les dépôts vaseux, lorsqu'on lave la machine. Les matières employées sont les réactifs les plus communs de la chimie, ou des substances préparées à peu de frais; les principales sont celles que nous avons déjà citées.

L'emploi de ces procédés a l'inconvénient de faire cracher les machines et de faire fuir les joints que les dépôts cristallins ont pu ouvrir et qu'ils ont tenu momentanément fermés ; mais cet inconvénient ne peut pas être mis en balance avec la conservation des chaudières et l'économie du combustible ; on les emploie, soit d'une manière continue pour détruire la cause des incrustations, soit d'une manière discontinue et à des intervalles plus ou moins éloignés pour enlever les incrustations formées. Il faut, toutefois, avoir égard aux propriétés acides de quelques-unes de ces matières, notamment à celles du sel ammoniac qui attaque le fer comme le ferait un acide ; peut-être même pourrait-on lui substituer de l'acide hydrochlorique faible, qui, employé à petite dose et avec précaution de manière à ne pas dépasser le point où le carbonate de chaux se décompose, serait d'un usage suret peu coûteux pour les dépôts chargés d'une quantité un peu notable de carbonate.

Nous ne cherchons pas ici a traiter à fond la question des incrustations; nous insistons seulement sur la nécessité d'y apporter la plus grande attention. L'importance de la question est assez grande pour que l'on organise, sur un chemin de fer dont les eaux sont de mauvaise qualité, un service d'essais chimiques, comme on le fait maintenant pour le coke, comme on le fait dans une foule d'industries ; il conviendrait, à des intervalles plus ou moins rapprochés, tous les mois, tous les quinze jours, par exemple, de doser la proportion de matières sédimentaires en dissolution dans les eaux qui alimentent les différents réservoirs de la ligne, et d'ajouter dans les réservoirs la dose correspondante de matières neutralisantes. En imitant les procédés employés pour l'essai des matières d'argent par voie humide et pour les essais alcalimétriques, on arriverait à rendre ces essais périodiques, simples et peu dispendieux ; les frais de matières premières pour la neutralisation sont ,

du reste, sans importance, à côté des avantages de toute nature qui résulteraient de la purification des eaux d'alimentation.

4° Alimentation dans les cakes. — Lorsque les machines restent longtemps en stationnement dans les gares, ou lorsque leurs chaudières présentent des fuites, il est nécessaire de les alimenter. On peut le faire, en les faisant courir sur des voies spéciales, ou même sur les voies de service , mais ce n'est jamais sans quelques inconvénients ; le parcours ainsi effectué par la machine produit une usure proportionnelle ; en outre, cette manœuvre, exécutée souvent par des agents moins habiles que les mécaniciens ordinaires, expose a des collisions ou à des déraillements. On dispose , dans les gares principales, des galets d'alimentation, formés d'une paire de roues montées sur un essieu et placées au-dessous de la voie, de telle sorte que leur partie supérieure vienne affleurer avec la face supérieure des rails sur une longueur d'environ 0» 15 à 0» 30. On amène la machine, qui a besoin de renouveler son eau, sur ces galets, et on la cale dans une position telle que ses roues motrices reposent uniquement sur les roues intercalées dans la voie ; en donnant très-peu de vapeur sur les pistons, les roues tournent sur placent les pompes fonctionnent.

Ce moyen ne peut être appliqué qu'aux machines dont les roues sont indépendantes ; pour les machines à roues accouplées, il convient, lorsque l'alimentation dans les gares est trop difficile, ou même dans tous les cas possibles, si Ton veut éviter d'augmenter inutilement les frais d'entretien, de disposer sur chaque locomotive une petite machine à vapeur spéciale, accolée à la chaudière et qui fait marcher une pompe. Cet appareil (/ty. 4, 2, 3, pl. 17) occupe très-peu de place.

Le tuyau d'aspiration et celui de refoulement doivent venir s'embrancher sur les tuyaux correspondants de la pompe de la locomotive afin d'éviter le percement de tout nouveau trou dans la chaudière.

Ces machines ont été employées, depuis plusieurs années, en Allemagne; on en a fait récemment une heureuse application à

deux machines à six roues accouplées du chemin de fer de Paris à