J. ECO N

ctât-il fait publiquement rexpérience dont il parle, qu’il n’aurait d»oit à rien de plus } car, il est certain qu’aucune machine construite selon son indication, ne pourrait être rendue utile , même en se bornant à élevér les eaux : c’est ce que nous verrons dans la suite. ♦ »

née 1698, époque à laquelle le moyen dç se procurer un 'vacuum par la condensation de la vapeur, décrit en [ 21 ], fut imaginé par le capitaine Savery qui, en combinant ceci avec l’application de la force élastique, déjà suggérée par le marquis de Worcester, construisit une machine pour élever l’eau, qui lui valut un brevet d’invention, (j Patent.)

Savery dit que sa découverte du principe de condensation , fut due à la circonstance suivante. Après avoir bu à la taverne un flacon de vin de Florence, il demanda un bassin d/eau pour se laver les mains, il jeta au feu le Ilacon vfÜe. "Une petite quantité de vin qui était restée dans le flacon , ne tarda pas à bouillir , et il sortit de la vapeur par la bouebe du flacon.

Cela lui donna l’idée d’essayer quel effet

aurait lieu s’il renversait le flacon , et en plongeait le cdl dans l’eau froide. Mettait alors un gant épais pour défendre sa main -de la brûlure, il effectua ce dessein, et à l’instant l’eau, du bassin s’élança dans le flacon et le remplit. Voyez [-1.]

Cette circonstance suggéra à Savery , qu’il serait possible de rendre xitile la pression atmosphérique, en créant un vacuum de cette manière. Si , au lieu d’épuiser d’air un corps de v pompe, par la méthode laborieuse d’un piston et d’une soupape d’aspiration , on y faisait le vide en le remplis- . sant d’abord de vapeur que l’on condenserait ensuite, la pression atmosphérique refoulerait l’eau du réservoir dans» le corps de pompe, et dans tout autre vaisseau communiquant avec lui , pourvu que ce vaisseau ne fût pas élevé de plus de 32 pieds au-dessus du niveau de l’eau dans le réservoir de la pompe. C’est ce que pensa Savery , qui vit aussi que l’on pourrait forcer l’eau de s’érever. à une hauteur encore plus grande , en tirant parti de la .

force élastique de la. vapeur, d’après le principe du marquis dp Worcester, et que cette vapeur elle même pourrait servir, au moyen d’une condensation subséquente, à répéter le vacuum } et à soulever de non-

vellç eau. C’est d’après ces principes que Savery construisis sa Machine à yapeur.

[25] Dans cette machine,, tout comme dans toute machine à vapeur, il y a deux parties ; lVfcelle destinée à la génération de la vapeur ( la chaudière ou bouilloire ) ; et 2° celle dans laquelle la vapeur est employée comme puissance motrice *( l’appareil fonctionnant ) : nous commencerons ,• par décrire le premier appareil dans la

Machine de Savery.

Les coupes de deux fortes chaudières D E, sont représentées en la fi g. 7 ; D est > la plus -grande , et E la moindre. Les tubes T et T' communiquent avec l’appareil fonctionnant que. nous allons tout— àf’heure décrire : une plaque mince de métal R est exactement appliquée au sommet de la chaudière principale D , tournant sur un centre C, en soÆe (ju’en faisant mouvoir un levier applique a 1 axe C sur la • surface extérieure du couvercle , la plaque à tiroir R peut être ramenée de l’orifice d’un des tubes à l’orifice d.e l’autre , alternativement. Cette valvule a tiroir se nomme le régulateur , païce que c est pai .

son moyen que les communications entie la chaudière elles deux vaisseaux a vapeur ( décrits éï-aprèa ), se trouvent alternative- *•

ment libres ou interrompues; le levier à l’aide duquel cet effet a lieu étant constamment sous la main de l’ouvrier.

Deux tubes jaugeurs sont représentés en G, G'; leur destination est de déterminer la profondeur de l’eau dans la chaudière.

L’un d’eux G a son orifice inférieur un peu au-dessus de la vraie profondeur , et l’autre G' un peu au-dessous. Des robinets sont fixés aux extrémités supérieures G, G', et on peut les ouvrir ou les fermer à volonté. La vapeur . accumulée’ au sommet de la chaudière , pressant sur la surface de l’eau , la force de monter dans les tubes G, G', quand les extrémités inférieures de , ceux-ci y plongent. Si en ouvrant fes robinets G, G', on voit sortir de l’eau de tous deux, on en peut; conclure qu’il y a trop d’eau dans la chaudière, puisque l’orifice G est inférieur à son niveau. Si , au-con— traire, il s’échappe de la vàpeur à-la-fois des deux orifices , c’est signe qu’il y a trop peu d’eau dans la chaüdièrè , puisque l’orifice du tube G' se trouve supérieur au niveau convenable ; mais s’il s’échappe de la vapeur de G et rie l’eau de G', l’eau dans la chaudière est au niveau qui convient :

cette ingénieuse invention , propre à déterminer le niveau de l’eau dans la chau-

* ‘-lüçôn . . . 5g .

dière , est due à Sàvery, et aujourd’hui ^ encore il y a un grand nombre de cas dans lesquels on la met à profit.

L’orifice du tube G doit être placé sur une lignetdc niveau un peu moindre d’un tiers de la profondeur totale ', et l’orifice de G' un peu au-dessous ; car il convient que la chaudière reste toujours remplie jusqu’aux deuk tiers environ. Le tube I forme.

‘ une .communication entrer la chaudière principale D et la chaudière subsidiaire ou d’alimentation E , descendant presque jusqu’au fond de celle T ci ; celte commuhica-^ tion est susceptible d’ètre interceptée ou 1 rendue libre à volonté , au moyen du robinet K. On insère un tube jaugeur semblable à G, G', mais qüi descend presque jusqu’au fond. Partant dè cette chaudière, un tube F s’étend jusqu’à une auge G ( fi g. 8 ), et enM on place Yin robinet qui, étai^; ouvert /permet à l’eau de l’auge de couler dans la chaudière alimentaire E, et qu’on ferme quand cette chaudière a été remplie. On décrira plus loin la manière de fournir à cette àuge. >

Supposons maintenant que la chaudière principale soit remplie jusqu’à la ligne de niveau entre les tubes jaugeurs, et que la

chaudièréd’alirhentation soit presque pleine

d’eau, le robinet K et les robinets des jauges G, G' étant tous fermés. Le feu étant # allumé sous D, et l’eau portée à l’ébulli— ition , il se produit de la valeur qui est transmise par les tubes T T' à l’appareil fonctionnant. Quand l’évaporation aura réduit l’eau en D au-dessous du niveau G', il deviendra nécessaire de rçmplir la chaudière D ; voici comment cela s’effectue : le feu çtant allumé Sous la chaudière d’alimentation E, il se produit dè la vapeur dans . cette chaudière au-dessus de la surface de l’eau ; laquelle vapeur, n’ayant pas d’issue pour s’échapper , presse sur la surface de manière à la faire monter dans le tube I. Le robinet K étant ouvert ensuite», l’eau bouillante s’intrpduit avec force dans la chaudière principale D , et* o n rj laisse pénétrer jusqu’à ce qu’il s’échappe de l’eau

f »ar le robinet G> Quand ceci a lieu , on erme le robinet K , et on ô*e le feu de E jusqu’à ce que la grande chaudière a^-de , nouveau besoin d’ètre remplie. Quand la chaitdière d’alimentation se trouve épuisée, on la remplit aux dépens de l’auge (1 ( Æg, 8 ), au moyen du tuyau F, en ou- 'V rn ut le robinet M .

[ 26 ] Nous allons maintenant passer à la description de l’appareil fonctionnant ,

jauétant è ulli-

i est areil aura

ii G',

hau- : Je ’aJijeur urpas ur— Ie lte> , lans

lisse

'eau on eE t de lia

ée,

LECOW..» •/ 6l .

dans lequel la vapeur est employée comme, puissance motrice,. * .. - , . . '

Soit VV' (fig> 8 ), les deux vaisseaux ou -réservoirs à vapeur 9 qui communiquent avec la grande chaudière ou évaporatoire D par les tubes T T' ( indiqués par les mêmes lettres sur la jig. .7 ). • . *

Soit S tm tuygu , appelé tuyau de succion ou 'd 1 aspiration , qui descend dans le puits ou réservoir d’où il faut élever l’eau , et qui communique avec chacun des réservoirs à vapeur par les valvules A A' des tubes I) D' qui s’ouvrent de bas .en haut.

Soit F mi tuyau- continué depuis le ni vea il • de la machine jusqu’au niveau, quel qu’il

• soit, auquel on veut élever l’eau. Les réser- » voirs à vapew \ V communiquent avec le tuyau F par les valvules B B' des tubes

• E E' qui s’ouvrent de bas en haut. Au-des- ; sus des réservoirs à videur et sur le tuyau F* . est placée une petite citerne ou auge dont

il a déjà été fait mention, et que l’on tient pleine d’eau froide; de son fond part#un tuyau terminé par un robinet G; ce tuyau - porte le nom de tuyau de condensation , et il est disposé de manière à pouvoir être alternativement» amené sur chacun des réservoirs à vapeur ; de cette même auge , il part . un autre tuyau communiquant avec la

Vnjirur * . ' 4

• ^ # mf

chaudière d’alimentàtiô'n ( fig. 7 ) par le robinet M (*)'.• , , » ■ f

La communication des tuyaux TT' avec la chaudière , peut souvrir et se fermer alternativement aji moyen du régulateur R {fig. 7 ) qui a déjà été décrit.

Supposons maintenant que les réservoirs à vapeur et les tubês soient tous remplis ’ d’air atmosphérique , et que le régulateur soit placé de manière que la communication entre le tube T et la chaudière soit libre , la communication entre l’autre tube T' et la chaudière étant ferméq , la vapeur passera par T dans Ÿ ; (i’âbord , tant que le réservoir Y sefa froid , la vapeur secoudensera et tombera en gouttelettes d’eau sur le fond et les parois latérales du réservoir; l’émission de la Vapeur continuant, elle finira par communiquer un tel degré de chaleur au vaisseau V , ^u’ih cessera de s’en condenser. Mêlée avec l’air échauffé contenu dans le réservoir Y, la vapeur acquerra une force élastique plus grande qiié la pression atmosphérique, et par conséquent elle forcera l’ouverture de la sou-

Ce tuyau , sur la fig. q* est représenté comme procédant du tuyau placé au-dessus de l’auge C.

, XEÇCMJi’ * . 63

pape B à travers laquelle un mélange A’ air et dé. vapeur sera chassé jusqu’à cê que tout l’air qhi était contenu dans la capacité du réservoir Y en soit expulsé , et qù’iln’y reste plus que - de la pure vapeur d eau. * . * •

Quçind cet effet aura eu lieu,, supposons' qiie Ve régulateur change déplacé de manière à interrompre la communication en- ’ tre le tube T et la chaudière , ét à arrêter tout nouveau passage de la vapeur dans le vaisseau Y ; et en même tems amenez le tuyau de condensation G sur le réservoir Y et ouvrez son robinet de manière qu’il s’écoule dessus un .filet d’eau froide •: cela refroidira le vaisseau, et la vapeur qui le remplit se condensera et tombera ep gouttes d’eau sur le fond et les parois, laisünt dans l’intérieur *du réservoir uii 'vqcuiim.

La soupape B restera fermée par l’effet de

la pression* atmosphérique ; mais la iorce élastique de l’air contenu entre la sonpape A et la surface de l’éau dans le puits ou réservoir , fera ouvrir A de manière^ qu’une partie de cet air s’élancer a (21] dans . le vaisseau Y et’ en occupera la capacité.

L’air contenu dans le tuyau d’aspiration S ayauf ainsi plus dfespace j sa force élastique dimihueta proportionnellement [6], et

celle

tle l’atmosphère qui agit, sur la surface extérieur L(*) de l’eau du puits. Cette pression forcera par conséquent l’éau à monter dans le tube S jusqu’à ce que son poids, aidé dé la force élastique de l’air qui est en-dessus , puisse balancer la pression atmosphérique qui s’exerce' sur L [4]. Quand cet effet aura lieu , l’eàu cessera de- monter.

Supposons maintenant qu’en changeant de place le régulateur , la communication soit ouverte entre T et la chaudière , de manière que la vapeur passe de nouveau dans Y. Le robinet de condensation G étant ouvert , le vaisseau sera de nouveau échauffé comme auparavant , l’air en sera expulsé, et sa place occupée par de la vàpCTir. Le tuyau de condensation étant de nouveau nys en jeu sur le réservoir «à vapeur Y, et tout accès y étaht interdit «à la vapeur, il se produira en X un vacuum, et la pression atmosphérique s’exerçant sur L , forcera l’eau à passer par la soupape A dans le vaisseau V qu’elle remplira presque en entier ; une petite quantité d’air restant encore cependant au-dessus de l’eau.

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/ " " TT * \ • • l i'

(*, T\e se voit pas sur la fipurc. ' •.

sa pression ne pourra plus balancer

. IBÇOM. 65

Yoilà comment la pression atmosphérique devient un agent mécanique pouréleer l’eau , et comment , dans ce cas , la uissancedela vapeur n’estcmployée simlêment que pour produire un vacuum.

lais pour pouvoir continuer de faire mon- ;r l'eau dans le tuyau F placé au-dessus u niveau du réservoir à vapeur, il sera éccssaire d’employer la pression élastique e la vapeur. Le vaisseau Y est actuelle— îent presque rempli par l’eau que la prèsun atmosphérique a forcée d’y entrer, u pp osons que le régulateur étant de noueau changé de place , la communication ntre le tube T et la chaudière reste ou— erte, le robinet de condensation écarté , t que la vapeur coule dJns V. D’abord ette vapeur se troùyant en contact avec a surface froide de l’eau et avec celle du aisseau, elle sera condensée; mais le aisseau s’échauffera bientôt , et l’eau fornée pas la vapeur condensée se rassemblera n une nappe légère à la surface de l’eau n Y , de manière à former une couche usai chaude que l’eau bouillante (*). La apeur n éprouvant plus alors de conden--

(*) L’eau chaude étant plus légère que Ja

roitle, se soutient à la surface de celle-ci.

sâtion, presse sur la surface de Beau de toute sa force élastique, et quand cette •pression vient à l’emporter sur la pression atmosphérique , la soupape B est forcée de s ? ouvrir , et Beau passant par cette ouverture , pénètre par E dans le tuyau F , et cet effet eontimie jusqu’à ce que la vapetir ait chassé v toutel’eau hors de Y , et qu’elle y occupe sa place.

Toute nouvelle admission dé la vapeur dans T , est interrompue au moyen d’un mouvement qu’on imprime au régulateur , et le tube de condensation étant de nouveau mis en jeu sur Y, de manière à condenser la vapeur qui le remplit, il en résulte un vacuum. Comme ci— devant , la pression atmosphérique sur L forcera Beau •à pénétrer dans ce vcicuum Qt à remplir le vaisseau Y. Le tuyau de condensation étant ensuite fermé, et la vapeur reçue à travers T , Beau en Y sera, chassée par l’effet de sa pression -, et passera par la .soupape B , et le tube E dans F, et de cette manière l’effet général se continuera.

Nous n’avons encore rien dit de Fautre réservpir à vapeur Y , qui , d’après notre description , gérait re sté plein d’air atmosphérique, dont la pression $ur la soupape A, aurait empêché Beau élevée dans le tuyau d’aspiration S à* y passer. Cet effet n a

cependant pas lieu ; car pendant toute l’opé- « ration qui a été décrite pour Y, il s est passé quelque chose de semblable en Y, Sur laqiÆle je ne me suis abstenu d’appeler votre attention , que dans la crainte a apporter de la confusion qui aurait pu naître de deux opérations simultanées. On se rappellera qu’a près que la vapeur . dans le premier cas, a pénétré de la chaudière à travers T, et a fait passer l’air de Y dans B, la comniunication entre T et la chaudière a été fermée. Or, le même mouvement du régulateur qui interrompt cette communication , ouvre celle entre T et la Chaudière ; car la plaque à tiroir R ( Jig . 7) ,est changée d’un tube à l’autre , et en meme tems , comme nous avons déjà eu occasion de le dire, le tuyau de condensation est mis en jeu sur Y. Par conséquent , tandis qu’il se produit un vacuum en Y au moyen de la condensation , la vapeur , coulant à travers T , chasse l’air dans B , ainsi qu’on vient de le décrire pour l’autre vaisseau ou réservoir Y ; et pendant que l’air en S, s’élance au travers ,dc A dans Y, suiyi par l’eau élevée en S , au moyen de la pression atmosphérique exercée sur L, le réservoir \ se remplit de vapeur, et l’air en est ' complètement expulsé. •

La communication entre T et la chaudière

est de nouveau rendue libre , et la cômmunication entre T' et la chaudière se ferme par un mouvement du régulateur B. {fi g»

7 j , du tube T au tube T' ; en r^me tems le tuyau de condensation s’écarte de Y , et est amené sur V. Pendant que la vapeur expulse de nouveau l’air de Y par B , il se forme un vacuum par l’effet de la condensation en Y', dans lequel Peau en S s’élance au travers de la soupape A'. En même tems Y est de nouveau rempli de vapeur. La communication entre T et la chaudière est de nouveau interrompue , et celle*entre T’ et la chaudière est ouverte, et le tuyau de condensation écarté de A', est porté et mis en jeu sur Y ; pendant que la vapeur de la chaudière force l’eau contenue en Y' de passer par B' dans le tuyau F, il se produit un vacuum en V , dans lequel l’eau s’élève par l’effet de la pression atmosphérique en L.

, C’est ainsi qu’alternati ventent , chacun des réservoirs Y V est rempli par S, et que l’eau en est chassée et passe dans F.

* La îpème vapeur qui cîiasSe l’èau des réservoirs, et la force à passer dans F après avoir accompli ses fonctions, se trouve condensée, et fait montter l’eau de I , èn laissant le jeu libre à la pression atmosphérique.- - • ; t

Pendant cette opération , deux mouvei\ens ou accords doivent constamment avoir ieu ; la communication entre T etlachaulière doit être tenue ouverte, et celle între T' et la chaudière tenue fermée, ce qui s’effectue par un mouvement du régulateur. Le tuyau de condensation doit en mème»tems être amené de "V et mi$ en jeu sur V', ce qui s’exécute au moyen du levier qui y est fixé. Bta outre, la communication entre T et la chaudière doit être ouverte, et celle entre T et la chaudière fermée; ce cjui s'effectue en faisant retourner le régulateur. Le tuyau de condensation est amené de en Y en faisant reculer l’autre levier, et ainsi de suitealternativement.

[27] Telle est la construction , et tel est le mode de fonctionnement deJa Machine à vapeur, telle que l’avait imaginée le~ capitaine Savery , en l’année 1698; c’est .

le premier exemple dont nous ayons des preuves certaines, de l’emploi de la vapeur comme force motrice , sur une échelle digne d’attention. Pour plus de clarté et de commodité dans cette description , j’ai fait quelques changemens légers et d’ailleurs peu importais , dans, la situa-

tion des parties de la machine •(*). On a une Vue perspective de cette maehine sur la figure. Ç. Les differentes parties déjà décrites s’y reconnaîtront facilement, étant indiquées par les mêmes lettres que sur les figures 6,7.

[28] Il est facile d’assigner à Savery sa part dans l’invention de la, Maafcine à vapeur. Dans une prochaine leçon , on -verra que le mouvement, dans les machines à vapeur modernes , est donné en plaçant un piston dans un cylindre, et çn procurant un vacuum d’un côté du piston au moyen de la condensation de la vapeur, tandis que la pression élastique de la va- •peur agit de 1 autre côté. Ainsi , pendant que la pression , d’un côté du piston s’ef-

(*) Sur les figures employées pour l’explication des principes et des fonctions des machines, je' trouve que ce qui contribue beaucoup à la clarté. de la description, c’est d’adopter un arrangement des parties un peu différent de celui de la machine véritable. Quand un fois la nature de la machine est-bieri entendue , ainsi que les principes sur lesquels repose son paode d’action, le lecteur n’éprouve aucune difficulté à rétablir à la place qui leur convient, toutes les partiés représentées en perspective sur les, des-

LECOS.

fecfue par l’action mécanique directe de la vapeur, découverte par Lord Warcester, cçtte pressidn est rendue efficace, en conséquence du vacuum formé de l’autre coté, parla méthode de condensation de la vapeur, imaginée par le capitaine Savery. Il est donc juste de faire, partager également par ces deux homqaes remarquables, l’honneur de la découverte de ces propriétés de la vapeur, dont toute sa puissance comme premier moteur dépend. Mais voilà où doivent'se borner leurs prétentions ; toutes les belles inventions à l’aide desquelles cet immense puissance reçoit une application , et se trouve régularisée avec économie, sont dues au génie de leurs successeurs , et la machine suggérée par Worcesler .

tout comme celle construite par Savery , n’offrent qu’à peine ritm de commun avec celles d’aujourd’hui , si ce n’est le premier moteur .

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me LEÇON.

Défauts de la Machiné dé Savey.

Newcomcn : ef Cawlejr. — La Machine atmosphérique. — Décôjuêetie de la Con -

■ densation par Injection. — Fonctionnement de la Machine. -, — - Invention de Uumphry Potter ,' pour procurer un mouvement spontané.

[ 29 ] Pour apprécier justement le mérite des perfectionnemens , il est d’abord nécessaire de reconnaître les défauts que ces perfectionnemens ont eu pour objet défaire disparaître. La rriachine à vapeur.de Savery , décrite dans la dernière leçon , si l’on tient compte du peu de connaissance qu’on avait alors Sur la valeur et les propriétés delà vapeur, et du peu d’avancement " des sciences mécaniques ti cette époque, fait certainement beaucoup d’honneur à son génie. Cependant elle est sujette à beaucoup d’inconvéniens , et oh a fini par jhg er qu’elle ne pouvait être utile, pour les objets

. , LtÇÛ». 73

les njus iinportans auxquels l’auteur prétendait l’appliquer. «*•'". V \ v « ....

A'l’épocjue de cette invention , les mines avaient nécessité des creusemens très-profonds, et les procédés d’épuisement des eaux! étaient devenuà très— èoûteüx et trèsdifficiles ; à tel point que, dans beaucoup de cas, les produits ne couvraient pas |ps frais de l’exploitation. Ces épuisemens étaient le 'grand.objet que Savéry avait en vue d’aider par sa machine à vapeur.; mais on ufc tarda pas à reconnaître que sa puissance était hors de proportion avec l’effet qu’il en atteifllaitv

On a déjà dit qüe la pression de l’atmosphère équivaut à environ i4 livres, [4] sur chaque pouce carré de surface. Or, une colonne d’eau dont la base est d’un pouce carré et dont la hauteur est de 32 pieds , pèse environ i4 livres. Si ntjus supposons la , production d’un vacuum parfait dans les réservoirs à vapeur V V 7 {fi g* 8 ) au moyen de * la condensation , la pression atmosphérique sur L ne pourra forcer l’eau à monter , si la hauteur du sommet de ces vaisseaux excède 32 pieds. '[lest par conséquent évident , d’après cé raisonnement , que la machine ne peut être placée à plus de 32 pieds au-dessus du niveau de

l’eaü qu’elle estj dèstinée à faièe monter.

Vapeur. ** t , 4 * ‘v

Mais dans le fait, elle ne peut même se placer à cette hauteur; car le vacuum produit dans les réservoirs à vapeur Y Y' n’est jamais parlait. L’eau, quand elle n’est pas soumise à la pression de l’atmosphère, se réduit en vapeur à une très-basse température [17]; et l’on a trouve qu une vapeur /louée d’une force d’élasticité encore considérable reste, malgré la condensation, dans les réservoirs Y V et dans le tubeS, et s’oppose à l’ascension de 1 eau. Far une conséquence de ce lait , il a ete reconnu que ïa machine ne ]>eut jamais être placée avec avantage dans la pratique, à plus de 25 pieds au-dessus du niveau de l’eau qu’il s’agit d’élever.

[30] Quand l’eau a été élevée jusqu’à la machine , et que les réservoirs a vapeur ont été* remplis , si l’on introduit de la vapeur au-dessus de l’eau en \ ,d abord, il faudra qu’elle fasse équilibre à la pression atmosphérique , avant qu’elle ne puisse forcer l’eau à passer par la soupape B. Il y a donc ici yne pression mécanique d.e I41iv.

par pouce carré, employée sans qu il y ait pour cela d’eau élevee. Si 1 on emploie de la vapeur d’une élasticité double de celle-ci , elle élèvera en F une colonne de 32 pieds de hauteur; et si la vapeur est

LEÇOüf «y 5

J’ûnc force triple , elle élèvera une colonne ue 64 pieds (le haut , qui , ajoutée à 25 pieds élevés par l’atmosphère , donne une élévation totale de 89 pieds.

Pour effectuer cela , la vapeur exerçant une pression égale à trois fois <»elle de l’atmosphère , agit sur les surfaces inférieures des vaisseaux Y Y' : un tiers de cette pression qui tend à rompre les vaisseaux, est équilibré par la pression de l’atmosphère sur leur surface extérieure ; mais une pression ^effective de 28 livres par pouce carré reste encore , et tend à la rupture des vaisseaux. On s’est assuré qiml n’ctait pas possible de construire sans danger un appareil qui pût en supporter davantage ; vçilà pourquoi , dans la pratique, l’élévation obtenue par cette machine s'est trouvée limitée à 84 pieds de hauteur perpendiculaire* Pour le montage des eaux du fond des mines à î’aide tïe ces machines , il est donc nécessaire d’en placer, une de 84 pieds en 84 pieds de hauteur , et de recevoir dans un réservoir placé à cette hauteur , les eaux élevées par la première machine , et ainsi de suite.

En outre , on a trouvé qu’il était impossible de donner assez de force à ces machines quand on 1rs construisait sur une

Vy ' TR&1SIEMK

grande échelle. Il a donc fallu nécessaire-* ment en limiter beaucoup les dimensions , et elles n’ont plus suffi pour élever les eaux avec assez de rapidité; il en est résulté la nécessité d’avoir plusieurs machines à chaque niveau , ce qui accroît considérablement la dépense.

[51] Et ce n’étaient pas encore laies seuls défauts de la machine de Savéry. La consommation de combustible était énorme, à cause de la perte de chaleur , beaucoup plus considérable que ce qu’il y en avait d’employée , soit pour faire monter l’eau , soit pour sè procurer un vacuum. On concevra facilement ceci en se reportant au procédé de fonctionnement de la machine, décrit dans la dernière leçon.

Au moment où la vapeur s'introduit d’abord de la chaudière dans les réservoirs W' , et avant la production du vacuum , il est nécessaire qu’elle échauffe ces vaissaux jusqu’à la température de la vapeur çlle-mème, savoir à 100°; car jusqu’alors la vapeur est condensée par les surfaces froides à l’instant même où elle entre dans le vaisseau. Par conséquent , toute cette chaleur employée pour élever la température des réservoirs à vapeurs est à déduire* En outre, quand l’eau est montée, qu’elle

♦ t ; ni

a rempli les vaisseaux Y Y ' , et que lavapeur s’est introduite pour forcer cette eau .à passer par B B' dans F , celle-ci est immédiatement condensée ^>ar la surface froide de Y V % et elle ne commence à agir cjue lorsqu’une quantité d’eau chaude, formée par la vapeur condensée , se trouve rassemblée à la surface de l’eaü froide qui remplit le vaisseau Y Y f/ , d’où il résulte une nouvelle cause de perte de chaleur.

Quand la vapeur commence à agir sur la surface de l’eau en Y Y', et à la forcer à s’abaisser, la surface froide du vaisseau se trouve graduellement exposée à la vapeur, et elle doit s’échauffer à mesure que l’action de celle-ci continue; et quand ï’eau a été chassée du vaisseau , lé vaisseau lui-* même a été échauffé à la température de la vapeur qui le remplit, or toute cette chaleur se dissipe par L’opération subséquente' de la condensation. Il doit donc paraître évident que la vapeur employée à* faire monter l’eau dans F, et à produire un vacuum , n’est que peu de chose en coim paraison de ce qu’il y en a d’employé -pour échauffer l’appareil après chaque, condensation.' .. m-,

Il y a encore une autre circonstance qui augmente la -consommation du iCorahus-

•jS TROISIEME.

tible. Quand l’eau doit être forcée à travers B , non-seulement malgré la pression atmosphérique , mais aussi contre une colonne de 64 pieds d’eau , il faut à la vapeur une pression de 42 livres sur chaque

f ouce carré. Conséquemment il faut que eau dans la chaudière bouille sous cette pression. Pour que cet effet ait lieu, il est nécessaire que l’eau soit portée à une température bien supérieure à 100°, et même jusqu’à 120°. Il faut donc donner à la chaudière un surcroît de chaleur. Indépendamment de tous les autres inconvénjens , cette haute température affaiblit et détruit par degré les appareils.

Outre l’cpuisement des eaux dans les.

*mines , Savery se proposait d’appliquer sa machine à vapeur, à un grand nombre d’autres objets, tels que la conduite des eaux dans les villes , les pièces d’eau pour décorations des jardins , le jeu des moulins , etc.

Sàvéryest le premier qui ait suggéré la méthode d’exprimer la puissance d’une .

machine , en la comparant à la force des chevaux. Pour établir cette comparaison néanmoins , il supposait qu’un cheval devait travailler huit heures par jour, au lieu que la machine fonctionne pendant

24 heiiS^es. On expliquera plus loin ce mode d’expression de lappuissanpe des machines à vapeur. v ' ; * i " ■

[32] Le peu de succès des macl^^s à vapeur proposées par le capitaine SBwéry pour le grand ol^et de l’epuisement des mines, à cause des défaits que nous ^pnons de signaler , et le besoin .toujours froissantd’atteindre à* ce but ^ sans quoi de grandes propriétés devenaient chaque année improductives, a puissamment stimulé le génie des mécaniciens , qui ont cherché tous les .

moyens de mettre à profit dans la pratique, la puissance dévoilée par la> machine de Savéry. Parmi ces investigateurs, il faut , citerNEWcoMBN et Gawley, deux artisans de la ville de Dartmouth , qui ont porté leur attention sur ce genre de recherches. y>#

Il paraît que Newcomen avait adopté l’ancienne méthode d’élever l’eau des mines à l’aide des pompes ordinaires , mais qu’il conçut l’idee de faire fonctionner ces

pompes par quelque puissance motrice moins coûteuse que les chevaux. Les moyens par lesquels il se proposa d’effectuer ce projet, étaient de combiner l’extrémité .

d’une tige de pompe D {fig- 10) , à l’aide ' d’une *cnaîne , avec l’eXlrémité courbe A d’un halo ncicr AB, jouant'sur. uh axe Jfb

• ‘#0 , TBOISIEME ‘ 1

I /autre extrémité courbe B de £e balancier était aussi combinée , au moyeu d’une , ‘ chaîne, avec la tige E d’un piston solide P, qui^e mouvait à frottement dans un cy— linitTO F. Dans ce cas, si l»’on se procure un 'vacuum au-dessous du piston P , la , pression atmosphérique agissant sur lui ,

• le fera descendre avec une force de i4 livres par pouce carré ; et l’extrémité A du balancier étant ainsi soulevée, la tige de pompe D sera tirée par le haut. Si une pression équivalente à celle de l’atmosphère ^ est alor% mise en jeu au-dessous du piston , de manière à neutraliser la pres- , sion de haut en bas, le piston restera dans • un état d’indifférence par rapport à Télé—

. vation ou à l’abaissement ; .et si dans ce - «as, la tige D est rendue plus pesante que le piston et, sa tige, de manière à surmonter le frottement, etc., elle descendra et fera soulever de nouveau le piston jusqu’au . haut du cylindre. Le vacuum étant produit de nouveau , une seconde descente du piston aura lieu, et conséquemment une seconde élévation de la tige de pompe ; et de la même manière, le jeu de l’appareil* pourra se continuer.

Ge fut ainsi que Neu conien conçut d’abord sa machine atmosphérique ; et cette

invention , dès l’abord , se recommandait très-avantageusement. La puissance d’une telle machine reposait entièrement sur la grandeur du piston , et se trouvant indépendante d’une grande force d’élasticité de la vapeur , elle n’expo’sait pas les matériaux à la température destructive nécessaire au fonctionnement de la machine de Savéry.

En supposant un 'vacuum parfait sous le piston, dans le cylindre , une pression effective de haut en bas pourrait s’obtenir , et ellç équivaudrait à 14 fois autant de li — , vres qu’il y aurait de pouces carrés de surface sur la section du piston (*); ainsi ,

(*) Comme le calcul de la nuissance. d’une machine dépend du nombre de pouces çarre's de ' la, section du piston , il pourra être^utile de don- . ncr une règle pour l’évaluation du nombre de pouces carrés dans un cercle. La règle suivante donnera toujours ces dimensions avec une précision suffisante dans la pratique: multipliez le nombre de pouces du diamètre par lui-mé/ne ; divisez te produit par , et multipliez le quotient ainsi obtenu par 1 1 , et lé résultat sera le nombre de pouces carrés contenus dans le cercle. C’esL ainsi que s’il y a ri pouces de diamètre, ce noimb.e^Hiultiplié par luimême donne T 44 d 11 ' * divisés par donne io 3/7, lesquels, multipliés par 1 1, donnent u 5 , en négligeant les fractions. 11 v a par collée -

8a TROISIÈME

si la base du pistou était de 100 pouces ‘ carres on obtiendrait une pression de 1400 livres.

[53 ] Pour effectuer ce dessein, deux* choses sont nécessaires : 1° Faire un 'vacuum prompt et effectif sous le piston qui descend , et 2° trouver un contrepoids à l’air atmosphérique dans l’ascension.

Le principe de condensation de Savéry • se présentait immédiatement comme le moyen le plus effieace d’accomplir le premier point , .et la force élastique de-la vapeur introduite pour être ensuite condensée offrait une méthode évidente d’obtenir le deuxieme. Il ne manquait plus alors pour 1 exécution que d’imaginer un mécanisme pour l’introduction et la condensation alternatives de la vapeur ; et Newcomen et Lawley obtinrent en conséquence un brevet d’invention en 1707 , auquel Savéry eut part, à cause de la nécessité virtuelle., .de son principe de condensation pour l’exécution de la machine projetée. Nous allons donc décrire la machine atmosphérique , telle que, pour la première fois, elle a étéconstruite par Newcomen.

'{lient i to pouces carrés dans un cercle dont le niarnHre est de îa pouces.

leÇoti . ■ • -B3

La chaudière K est placée star un fotarineau ï , dont le conduit de la flamme serpenté et l’entoure , de manière à communiquer dé la chaleur ii toutes les parties du fond de la chaudière. Au sommet, qui est hémisphérique, 3 j a deux tubes jau- , geurs G G', qui sont placés comme- dans la machine de Savéry, et%ue soupapeà pou- Vj pée Y qui s’ouvre à l’extérieur , et qu’on . charge sur le taux d’une livre par pouce carré ; en sorte que,, lorsque la vapeur produite dans la chaudière excède la pression * de l’atmosphère de plus d'une livre par ' pouce carre, la soupape Y est soulevée ,1a vapeur s’échappe , et continue; à s’échapper jusqu’à ce que sa pression soit suffisamment diminuée : alors la soupape Y retombe sur son siège. * . . ?..

Le grand tube à vapeur, qui conduit la' vapeur de la chaudière au cylindre , ésl représenté en et un tuyau d’alimenta*tion T , muni d’un robinq| que l’on peut ouvrir tau fermer à volonté , part d’une auge L et se dirige vers la chaudière. Au moyen de ce tujad , la chaudière peut être rem plie aux dépens de- l'ange, quand le robinet de jauge G' indique qucje niveau d’eau est descendu trop, bas. L’auge L. est

alimentée d'eau chaude par un moyen que nous allons expliquer.

[34] Pour pouvoir entendre le mécanisme nécessaire au fonctionnement du piston , voyons comment l’introduction et , la condensation de la vapeur doivent être régléesvQuand le piston a été forcé jusqu’au fond du cylindre, par l’effet de la pression ’ atmosphérique qui agit contre un 'vacuum , pour faire équilibre à celte pression, et mettre le piston à même d’être relevé parle poids de la lige de pompe , il devient nécessaire d’introduire de la vapeur fournie par la chaudière : à cet effet, on fait donc entrer le tuyau à vapeur S au fond du cylindre; La pression delà vapeur étant ainsi introduite, le piston monte, et quand il a atteint au sbmmet du cylindre , l’espace qui est dessous lui, est complètement rêmpli de vapeur ; alors il devient nécessaire de condenser cette vapeur afin de produire le vqcuum. Il faut pour cela interrompre toute nouvelle introduction de vapeur , et l’on y parvient au moyen d’une plaque à tiroir R , semblable au régulateur de la machine dé Savéry , et qui joue au-dessus de l’ouverture qu’il y‘a dans le fond du cylindre, au moyen d V un levier,

comme cela a déjà été décrit. L’introduction de la vapeur fournie par la chaudière étant ainsi # suspendue , l'affusion d’eau froide sur la surface extérieure du cylindre devient nécessaire pour condenser la vapeur qui y est contenue : cela se fait au moyen d’une enveloppe , c’est-à-dire que le cylindre est contenu dans un autre , et il y a un intervalle laissé entre les deux (*).

On laisse couler dans cet intervalle , de l’eau froide fournie par un robinet M placé au-dessus , et auquel fournit un tuyau partant de l’auge N : cette auge reçoit ellemême l’eau au moyen d’une pompe O , que la machine met en mouvement.

L’eau froide fournie par M ayant rempli l’intervalle entre les deux cylindres , enlève à celui de l’intérieur sa chaleur, et condensant la .vapeur qu'il contient , produit un vacuum dans lequel le piston est immédiatement chassé par la pression atmosphérique.

Préalablement à la descente suivante , l’eau qui remplit ainsi l’espace entre les cylindres , et qui est échauffée par la cha

'(*) Le cylindre es teneur n’est pas représenté

leur qu’elFe a enlevée à la vapeur , doit être évacuée , afin de faire place à dé nouvelle eau froide venant de M.^Une ouverture garnie d’un robinet, est en conséquence ménagée dans le fond du cylindre, et par cette ouverture, l’eau se décharge dans l’auge L, avec d’autant plus d’avantage , qu’étant déjà chaude , elle couvient • mieux pour l’alimentation de la chaudière, enjpassant par T, comme déjà il a été dit.

Le régulateur R étant de nouveau ouvert , il arrive de la vapeur sous le piston

7 ui, tout comme auparavant , remonte , et a descente s’accomplit de nouveau au moyen de la condensation : de cette manière , l’opération est susceptible de se perpétuer.

Lors du refroidissement du cylindre intérieur, la vapeur condensée étant réduite en eau , se rassemble au fond , et elle empêcherait la descente du piston. Il est par conséquent nécessaire de lui ménager une issue , ce qui s’exécute au moyen d’une soupape ouvrant en dehors , placée dans un tube qui conduit à l’auge d’alimentation L, où la vapeur condensée est reçue. <

Pour que le piston continue à ne point laisser de passage à l’air , il est nécessaire de lenir constamment en-dessus une ecr-

Diç