APPAREILS. PERTE DE CHA- LEUR

Chaudières des machines à basse

pression. 50 of, Chaudières d’évaporation en tôle

ou en cuivre avec fourneaux mal

construits. 60 Les mêmes avec fourneaux bien

construits. , 40 Chaudières de plomb. 65 Appareils de platine. 75 Raffineries. 65 Fusion de la fonte. 75 Travail des hauts-fourneaux, 94 Affinage de la fonte, 94 Verreries. 97 fa Fabriques de faïence ou de por-

celaine, 98 ou 99 Cheminées pour le chauffage des

maisons. 97 Poëles et calorifères bien cons:

truils, 50

Si l’on cherche à évaluer quelle déperdition de forces et de capitaux résulte de l’emploi d'appareils aussi imparfaits, on arrive à des résultats aussi affligeans qu’inattendus.

Le produit annuel des bois est évalué à 120 milliois de francs; un tiers, 40 millions, est consommé par les usines, et dans ce ücrs les forges seules entrent pour 24 millions environ. Un autre üers passe au chauffage domestique; le reste, en grande partie, aux constructions.

La consommation de la France, en houille, est de 24 millions de quintaux, qui, au prix

moyen de 2 fr. 50 c. le quintal, représentent une somme de 60 nullions.

D'après cela, et considérant qu’il résulte des chiffres cités plus haut, que la perte de la cha: leur est moyennement de 50 p. °/, dans les différentes industries qui se servent d'appareils à évaporation, de 95 p. °/, dans le travail des mé: taux, verreries, etc., de 90 p. ,/° pour le chaufs fage, en faisant la part des économies produites par lPemjloi des poëles et des appareils perfectionnés, on trouve que la quantité totale de cha: leur perdue en France peut se calculer comme il suit :

Pour 15 millions de bois employés dans les usines.

Pour 25 millions de bois employés dans les travaux métallurgiques, dans les verreries.

Pour 40 millions de bois employés dans le chauffage domestique.

Pour 60 millions de houille employés dans l’industrie, le travail des hauts-fourneaux, le chauffage domestique, 60 p.

°/, soit.

3,000,000 fr.

Total. 103,000,000 fr,

Ainsi, sur cent quarante millions, valeur des combustibles annuellement consommés en France, on peut calculer que cent millions sont perdus. On voit combien la science et l’industrie ont à apporter encore de perfectionnemens dans les appareils de combustion.

Fourneaux ; appareil fumivore de M. Lofroy.

— Les déperditions de chaleur qui ont lieu dans les fourneaux tiennent à deux causes principales , la première, c’est que lorsque les dimensions de la grille, ou du foyer, ou de la chemi: née, sont mal proportionnées entre elles, uné certaine quantité d’air traverse tout l’appareil de combustion sans ÿ brûler , c’est-à-dire sans ÿ abandonner la partié d’oxigène qu’elle contient, et qui est lag nt de sa combustion. Cet air sort donc emportant de la chaleur sans en avoir produit. La seconde cause tient à ce que le tirage de la cheminée est mal calculé, et que les gaz qui sont produits par la combustion sortent avec une trop forte température. Ainsi, quand l'air atmosphérique, passant par la grillé où est placé le combustible, a développé une certaine quantité de gaz et de flammes dans le foyer, si tout l’ensemble d’air et de gaz qui en résulté entre dans la cheminée, pour être par

elle jeté dans l'atmosphère, sans avoir circulé autour de la chaudière qu’il s’agit d’échauffer , et lui avoir communiqué une partie du calorique surabondant qu'il conuent, lexpérience prouve ainsi que le calcul que la perte de calorique sera considérable. Si, au contraire, on fait circuler l'air chaud, de manière à ce qu’il m'arrive à la cheminée qu'avec la quantité de chaleur nécessaire pour en déterminner le tirage , il y a toujours une perte de calorique; mais cette perte n’est plus que celle qui est nécessaire pour activer la combustion.

Les deux principales causes des déperditions de chaleur étant connues, on peut y remédier en établissant d’une part d’autres moyens de tirage que la force ascensionnelle de lair chaud, et d'autre part en réglant la quantité d’air nécessaire à l'alimentation de la combustion, de manière à empêcher l'absorption de calorique en pure perte qui a lieu par toute partie surabondante d’air atmosphérique.

Nous allons essayer de donner une idée des moyens imaginés dans ce but.

Des divers moyens de lirage. — Un des procédés qu’on peut substituer au tirage par Pair chaud , c’est le tirage au moyen d’un jet de vapeur. Ce procédé consiste simplement à injecter un filet de vapeur dans un tuyau de cheminée par un petit orifice dans le sens de la fumée. Le jet de vapeur produit autour de lui une sorte de vide, ou du moins une raréfaction qui appelle ainsi la colonne d’air en lui donnant un mouvement rapide de translation, d’où résulte un tirage extrêmement fort dans le foyer. 11 paraît prouvé par l'expérience , dit M. Grouvelle, que le tirage produit par le courant de vapeur , qui est perdu avec la chaleur qu’il contient, ne coûte pas beaucoup moins que le ürage ordinaire par l'air chaud. Il ÿ a cependant un avantage à réaliser, en ce que la puissance mécanique de la vapeur augmente bien plus rapidement que la quantité de combustible nécessaire pour la produire. Cet avantage sera encore plus grand lorsqu'on pourra utiliser la chaleur de la vapeur en la condensant. Le tirage à la vapeur est employé dans les machines de bateaux et dans un grand nombre des machines locomotives employées en Angleterre.

Un autre procéüé qui donne des résultats beaucoup plus satisfaisans , c’est le tirage mécanique dans lequel la vitesse est imprimée à l'air par un moteur , soit cours d’eau, soit machine à vapeur , soit moteur animé, Deux systèmes de machines y sont employés, les soulfleries qui sont le moyen le plus puissant, et les veutila-

teùrs qui ne doivent l'être en général que quand la pression à laquelle on a besoin de travailler west pas considérable, Les ventilateurs présentent les plus grands avantages dans les appareils à chaudières. Ainsi M. Grouvelle, examinant le tirage sous des chaudières à basse et à moyenne pression qui consommaient 60 kil. de houille à l'heure, est arrivé à conclure qu’il ne faudrait employer, pour imprimer mécaniquement une vitesse convenable à Pair, qu'environ sde force de cheval ou 1 kil. de houille par heure avec une machine à basse pression, et seulement 0 kil. 60 avec une machine à moyenne pression. Or le tirage ordinaire dépense dans ces deux cas 40 ou 45 p. °/, du combustible , ou 24 kil. par heure sur 60 que consomment les chaudières dont il est question, Donc, en prenant le prix de la houille à Paris , Le tirage mécanique, nécessaire pour brûler 60 kil. à l'heure, ne coûte que 45 à 70 cent. par 15 heures, tandis que le tirage ordinaire coûte 18 fr.

On voit d’après cela quelle économie considérable on peut obtenir en construisant des canaux de circulation qui permettent d'employer la plus grande partie de la chaleur de la fumée, et en remplaçant le tirage produit par la chaleur de cette fumée au moyen d’un ürage mécanique. M. d’Arcet a appliqué avec avantage ce procédé au chauffage de l’eau des bains , M. Chèvremont à la ventilation des mines de Mons ; M. Grouvelle la également employé avec succès pour le chauffage des ateliers.

Appareils fumivores. — Nous avons montré que la principale cause qui concourait avec le tirage à la perte de la chaleur, était la proportion d'air considérable qui traverse infructueusement le combustible. C’est à ce genre d’inconvéniens qu’on a tenté d’obvier dans Ja plupart des appareils fumivores, c’est-à-dire dans les appareils qui ont pour but de brûler la famée. Ces fourneaux en effet ont un double but, un but de salubrité en supprimant cette atmosphère noire et épaisse qui enveloppe les usines, un but d'économie en employant utilement la presque totalité du combustible. Il ÿ a long-temps qu’on a cherché à construire des fourneaux fumivores. Dans les uns, on se proposait d'obtenir des foyers à alimentation continue, dont le mode consiste à projeter de la houille sur la grille par petites quantités et à intervalles de deux à trois secondes ; quelques-uns ont en effet réalisé des avantages par la régularité de la combustion et par une économie plus ou moins notable de combustible ; mais outre qu’ils w’anéantissaient

pas complètement la fumée, ils étaient sujets dans la pratique à des inconvéniens qui les ont fait abandonner. Dans les autres à alimentation périodique, ou autrement dit à charges intermittentes , on dirige une injection d’air chaud ou froid sur la flamme , ce qi contribue efficacement à brûler les parties de combustible échappées du foyer. Ces appareils anéantissent trèsbien la fumée ; mais l’excès d’air employé détruit une grande partie de leffet résultant de la combustion de la fumée,

M. Lefroy vient de construire un fourneau dans lequel il a tellement perfectionné ce second procédé, consistant dans Pinjection de Pair, qu’il paraît avoir complètement résolu le problème sous ses deux points de vue, celui de la combustion de la fumée et celui de l’économie des combustibles. Ainsi, sous le premier rapport, ce fourneau ne laisse apercevoir aucune trace de fumée, soit quand on projette la houille sur la grille, soit quand on fourgonne le feu; et telle est l'efficacité des procédés employés, qu’en en suspendant par intermittence les effets pendant les soixante à cent vingt secondes qui suivent la charge, on peut, jusqu’à dix et douze fois de suite, faire paraître ou disparaître la fumée. Quant à l’économie du combustible qui en résulte, elle n’a pas été encore constatée bien exactement; mais elle paraît être du tiers de la quantité nécessaire pour obtenir le même effet dans un fourneau ordinaire.

Le fourneau dont nous parlons a été construit pour la revivification du ciment romain: mais comme la moufle (endroit voûté, chauffé seulement à Pextérieur, et où l’on place le ciment) est d’une forme très-alongée, il suit de là qu'elle peut être facilement remplacée par toute espèce de chaudière, ce qui va être bientôt exécuté et ce qui permettra de comparer les résultats avec plus d’exactitude. Le fourneau à moufle peut d’ailleurs être employé dans un grand nombre d’arts, tels que la boulangerie, la fabrication du noir animal, etc. ; on s’en sert même déjà avec succès dans la cuite du plâtre, des briques de grandes dimensions, des vases d'argile, etc.

Voici les principes qui ont dirigé M. Lefroy dans la construction de ses fourneaux :

10, Les produits de la distillation du combustible ne sont pas une quantité constante à chaque moment; leur plus haute période d’abondance est dans les premiers momensde la charge, ils diminuent ensuite graduellement et cessent enfin d’avoir lieu lorsque la houille est convertie en coke. Il suit de là que la masse des matières à brûler n’étant pas la même pour chaque ins-

Th

tant, le volume d’air nécessaire à l'alimentation ne doit pas non plus être une quantité constante, et qu’il doit au contraire être subordonné aux variations qu’éprouve la masse des produits de la distillation. Le volume d’air qui passe entre les barreaux d’une grille ne pouvant être augmenté ou diminué à volonté, le moyen de parvenir à ce but consistera à diriger sur un des points du foyer, au moment de la charge, une colonne d'air qui déboucherait par des ouvertures ou des tuyaux munis de registres (portes mobiles) pour en augmenter la force suivant les besoins, ou pour la supprimer quand son action serait devenue inutile.

29. Il faudra, pour la bonne marche d’un four neau, où ce moyen aura été employé, que les charges soient régulières et égales, et que Pintermittence entre les charges ne soit pas consi< dérable.

3°, Il est prouvé par l'analyse des vapeurs et gaz qui s’échappent des cheminées des fourneaux, qu’une partie de l’air n’a pas été décoms posée par son passage dans la chauffe; ce qui provient en partie de ce qu’il n’y a pas eu mélange immédiat entre les mo'écules de Pair atmosphériqueetcelles des gazet des vapeurs:C’est un phénomène analogue à celui qui se produit dansla jonction de deux rivières qui coulentsimultanément pendant plusieurs lieues sans mélanger leurs eaux. Or, de même qu’il suffit d’un obstacle qui entrave leur cours pour produire un remoux et opérer le mélange des eaux, de même on obtiendra le mélange de l'air atmosphérique et de la fumée, en pratiquant un resserrement à lune des extrémités du carneau inférieur du fourneau, pourvu que ce soit au-delà du point où la colonne d’air atmosphérique à action intermittente fait sa jonction avec les vapeurs et gaz qui s’'échappent du foyer. Il résultera d’ail. leurs de ce resserrement un autre avantage, c’est qu’à ce point il y aura augmentation de température.

40. M. Lefroy admet d’ailleurs, comme quat'ième principe , que l’activité de la combustion dépend essentiellement du rapport entre la section du tuyau de cheminée et la somme des espaces libres laissés entre les barreaux de la grille pour le passage du courant d’air nécessaire à la combustion. Plus ce rapport approche de l'unité, plus même dans une certaine limite, que M. Lefroy se propose de déterminer plus tard , il surpasse Punité, plus le tirage est grand.

Cela posé, passons à la description du fourneau (PL. XV—1,2, 3,4, 5, 6). La chauffe A est placée en avantet sur le côté de la‘ moufle. La

flamme sortant du foyer rencontre à l'entrée des carneaux inférieurs une pile de pont à (fig. C) qui sert à briser le jet de flamme et qui opère le mélange immédiat de Pair atmosphérique. La flamme se répand de là dans les carneaux inférieurs c, ©, c (fig. 4, 6) situés sous la moufle; une partie monte par les carneaux verticaux d, d (fig. 6) et se rend dans les carneaux latéraux €, € (fig. #) placés sur les flancs de la moufle; une autre partie, et même la plus grande partie, passe des carneaux inférieurs dans les carneaux supérieurs g, g (fig.4,5)au moyen des carneaux verticaux /, /, / (fig. 5). La partie de la flamme, qui a circulé dans les carneaux latéraux , se réunit par les soupiraux #, 4 (fig. à) à la partie qui a parcouru les carneaux supérieurs, el se rend ensuite dans la cheminée par les tuyaux verticaux », m (fi3. 5). é, &, à, (fig. 8) représentent des registres servant à régulariser le passage de la flamme dans chacun des carneaux inférieurs ; les soupiraux 4, 4 (Gg. 5) peuvent aussi être armés de registres pour faire varier le passage de la flamme dans les carneaux latéraux. v, v, v’,v””, v” (fig. 3, 5, 6) sont des ouvertures pratiquées sur le prolongement des carneaux et servant à les nelloyer; on y a ménagé un œil d’un pouce de diamètre, qui se ferme au moyen d’un tampon d'argile, et à l’aide duquel on peut suivre la manière dont la flamme se conduit dans les carneaux. Nous ajouterons, pour compiéler la description du fourneau, que p (fig.8 ) est la sole de la moufle sur laquelle on étend la matière à revivifier ; s (fig, 3, 4) l'ouverture par laquelle on lintroduit, et que #, 4 (fig. à) est une languette de briqie qui a pour but de donner plus de solidité à la voûte qui termine la partie supérieure de la moufle,

Venons maintenant à la description de la chauffe qui est la partie vraiment nouvelle du fourneau (fig. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14).

Ou voit au premier coup-l'œil que Pouverture du cendrieresten A (fig. 7, 8),que B(fig.8, 10) est le cendrier, C (fig. 8, 11) l'intérieur de la chauffe, et D (fig. 8, 11) l'ouverture pour nettoyer la grille du foyer. Cette ouverture est garnie d’une portière E (fig. 7) qui glisse dans des coulisses I, I (fig. 8, 11), et qui se lève en tirant le contrepoids K (fig. 7) attaché à lextrémité de la chaîne G.

On voit également que la grille est en 0, à (fig. 8) et que le passage de la flamme est en a (fig. 8, {1).

M. Lefroy avait deux conditions à remplir, la première d'opérer la charge de la chauffe à feu couvert pour empêcher un excédant d’air

atmosphérique d'arriver, la seconde de disposer des courans d'air sur le jet de flamme, de manière à obtenir la combustion complète de la fumée.

L'appareil destiné à opérer la charge à feu couvert, se compose d’un châssis e, , (fig. 12, 13,14) divisé en deux compartimens, le premier g plein, le second % évidé dans son milieu et recouvert d’un cylindre de tôle forte :, qui est fermé dans sa partie supérieure par un couvercle et dans sa partie inférieure par un registre à coulisse ». Quand on veut charger, où lève le couvercle (fig.9)# et Pon remplit de charbon le cylindre ; qu’on recouvre ensuite.Cela fait, ouvrier saisit la poignée g et la pousse jusqu’à ce que la partie anterieure de Pappareil soit arrivée en {, {. Par suite de ce mouvement de translation, le second compartiment 4 se trouve occuper la place que le premier y occupait, c’est-à-dire que le cylindre # repose sur la trémie d; mais comme le registre 2 # fixe n’a pu participer à ce mouvement, la houille n’étant plus retenue tombe sur la grille. La charge ainsi opérée , l’ouvrier ramène le registre dans sa position primitive, et le registre se referme de lui-même. Quant au fourgonnement , il se fait par l'œil o ménagé dans la portière E (fig. 7).

Les ouvertures destinées à l'introduction des courans d'air, sonten 4’, a’, & (fig. oi 1) ; elles sont munies de reyistres de tôle », #, (fig. 9, 12) qui en élargissent ou en diminuent la dimension.

L'appareil pour faire manœuvrer simultanément ces trois registres, manœuvre dans laquelle git principalement l'action fumivore de la chaulfe, se compose de deux équerres doubles (chacune de deux branches) : la première, 6, e, c’ (fig. 9, 12) eu fer plat, embrassant verticalement la chauffe, et à laquelle les trois registres 0’, 4’, b’ sont solidement attachés par des vis à tête fraisée: la seconde équerre, d, d’, d’ embrassant horizontalement la chauffe, fixée à la première équerre en c, c’, par des clous à tête fraisée, glissant dans les yeux des pilons f, #?, vissés avec des écrous scellés dans la maconuerie, et portant dans son milieu une tige de fer g’, avec poignée pour faire manœuvrer l'appareil (ouvrir ou fermer les registres), leditassemblage d’équerres consolidé de chaque côté de la chaufte (fig. 9), par un double lien en fer #, R, dont les extrémités à pattes sont fixées en j'y j, par des vis aussi à tête fraisée, pour pouvoir démonter l'appareil à volonté.

r , à (fig. 12), petite équérre double, graduée sur le côté des deux branches ou sur une seule,

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