PRINCIPAUX TYPES DE CHAUDIÈRES A VAPEUR

Des divers syslcmes do chaudières adoptés. — Chaudières à foyer extérieur, à foyer intérieur ; chaudières mixtes. — Chaudière en tombeau de Watt. — Système Farcot, -é bouilleurs latéraux. — Invention des chaudières tubulaires, locomotives, marines.— Chaudières à circulation* — Avantages des divers systèmes.

Quand on veut faire bouillir de Teau dans une marmite, l'idée la plus naturelle, la plus simple est de mettre tout bonnement la marmite sur le feu : on ne songe guère à mettre le feu dans la marmite. Cela paraîtrait le renversement du bon sens.

C'est cependant cette dernière idée qui est venue aux constructeurs de machines à vapeur. Au lieu de placer la chaudière sur le feu, ils se sont dit qu'il y aurait avantage à procéder d'une façon inverse, et à mettre le feu dans la chaudière. De cette manière, l'utilisation du combustible, cette condition première de l'industrie de la vapeur, se trouve réalisée à un plus haut degré.

Dans la chaudière à bouilleurs que nous venons do. décrire, la chaudière est sur le feu : c'est un générateur à foyer extérieur. Il y a donc aussi des générateurs à foyer intérieur, et, sous ce seul rapport, on peut former deux types de chaudières qui se subdivisent d'ailleurs en de nombreuses variétés. Enfin, on peut distinguer un troisième type, celui dans

iJ2 iA VAJ'EUIl.

lequel le foyer propremcnl diL est extérieur cLdont, les carneaux ou conduits des gaz de la combustioa, sont logés dans l'intérieur de la capacité renfer-, manl l'eau. Ce sont les générateurs ou chaudières mixtes. I

Les premières cliaudiéies adoptées dans les ma-i chines de Watt étaient des chaudières en forme de ■chariot ou en tombeau. La figure 56 en représenle.

une coupe transversale. Lii llamme, après avoir échauffé directement la surface concave inférieure, revenait latéralement par les carneaux latéraux CCi Plus tard, elle a été employée sur les premierà bateaux à vapeur ; mais alors on y ajouta un caf^ neau inférieur D, par où passaient d'abord les gaz d^ hi combustion avant d'entrer dans les carneaux latèi raux, de manière à en former une chaudière mixte*

LA CllAUDIEnK. 1311

La forme des parois de la chaudière en tombcnii la rend peu résistante; aussi l'histoire des accidents des machines à vapeur conslalc-t-cUe que le plus grand nombre des explosions a eu lieu sur ■ des chaudières de ce système. Aussi presque purloul, elles ont été remplacées.

^'ouà avorii! <l»:cril la di»ii<lière à doux iKiMilh;urinférieurs: mais qiir;l'|Ni:-rois il n'y a qu'un i^iuil- Icor, d'aulffr- hit on en diipo** ju-iqu'à tfoiî, Une dîîpo-ifi'fn inVrrt^.'Untf; id t,nuiu--th *rtt *y:llfdes bouillf;un la(i:raui de h t-.hun'iu-.r'; tarcy.(. Dans ciï syît^m»; •îi^.'t'-. U: cor^i'-. <r;Jiridriqri.i principal A est fthaufff: dire^Lternenl par Ir f-ij-ïr. (jaatt^ bonilli^Dr^ •ottt pUcM latéralerrierit !■*« nns in-*îfflsos d« aoif** dan* un hâ'i [afcrul «N'vAi'y, -'i

i;* i,A v.U'tiJii.

([uatrc comparliinents ou carneaux par lesquels sont obligés de passer successivemenl les gaz de la combustion avant de se rendre dans la cheminée. De plus, c'est le bouilleur inférieur A' qui reçoit l'eau d'alimentation. Comme les gaz cheminent de haut en bas, tandis que l'eau suit un chemin inverse pour aller de A' dans la chaudière, il en résulle que ce sont les parties les plus chaudes des gaz qui sont en contact avec les parois les plus chaudes de la chaudière ; les parties les plus froides perdent encore leur chaleur à échaufier l'eau la plus froide avant de s'échapper dans la cheminée. Imaginons que le corps cylindrique d'une chaumière renferme un tube intérieur d'un suffisant diamètre euLièrement entouré par l'eau , qu'on place le foyer dans ce tube, au lieu d'en faire seulement un carncau comme celui de la figure 56 ; on aura une chaudière à foyer intérieur. Dans ce système, la chaleur du foyer est tout entière utilisée et employée à réchauffement direct des parois métalliques de la chaudière, sans être absorbée par les maçonneries du bâti. Mais la surface de chauffe ne serait point encore assez grande, si la chaudière n'était esfériçurcmcnt enveloppée par des carneaux, et alors les inconvénients d'un foyernécessairement rétréci ne sont plus compensés par les avantages de celte disposition. Toutefois en Angleterre , on emploie pour les machines tkes des

LA CHAUDIÈRE. 13i

chaudières horizontales à un ou deux foyers intérieurs.

Dans la plupart des modifications qu'a subies la chaudière primitive, on retrouve la préoccupation de développer le plus possible la surface de chauffe-, tout en ménageant le volume et l'emplacement occupé par le générateur. C'est, en effet, comme nous l'avons vu, la grande question à la solution de laquelle sont liées et la puissance de la machine et l'économie du combustible. Les bouilleurs, les carneaux intérieurs ou extérieurs, les foyers intérieurs-, tout cela est imaginé dans le but d'utiliser l'activité du foyer, de manière à ne laisser s'échapper dans la cheminée que la portion des gaz chauds nécessaire pour produire le courant ascendant, c'est-àdire le tirage.

Enfin peu à peu, on en arriva à concevoir la chaudière tubulaire, dont la première idée remonte à Barlow (1793), mais qui ne fut réalisée qu'en 1829, par Marc Seguin et Stephenson. Voici en quoi consiste le système des chaudières tubul aires qui, appliquées d'abord sur les chemins de fer à la locomotive, a été adapté aux machines de navigation, avec les modifications indispensables.

Dans le corps cylindrique principal se trouvent soudés parallèllement entre eux des tubes qui s'ouvrent d'une part dans le foyer, d'autre part dans les carneaux ou dans la cheminée. Les tubes sont

IjO la HPKLl!.

baignés par l'eau de la chaudière, qui remplit tous leurs intervalles, et qui se trouve directement échauffée par les gaz traversant tous les espaces tubulaires. On verra plus loin dans quelle proportion énorme celle disposition ingénieuse accroît la surface de chauffe et par suite la puissance de vaporisation du générateur.

Dans les locomotives, les locomobilcs et les chaudières marines, le foyer se trouve de lous côtés entouré d'eau, sauf bien entendu par sa base, de sorte que la chaudière lubulaire pourrait aussi être considérée comme une chaudiéi-e à foyer intérieur. Klle en a certainement tous les avantages.

On trouvera, dans le chapitre consacré à locomotive, des modèles de la chaudière lubulaire appliquée aux machines des voies ferrées. Ici, je me bornerai à donner un exemple d'une chaudière lubulaire marine, qui est en même temps une chaudière à retour de flammes, puisque les gaz du foyer, avant de lôcher les tubes, passent d'abord dans deux gros cylindres AetB, se réfléchissent sur le fond de la chaudière, et reviennent enfin, parles conduits lubulaires, dans la cheminée oii ils s'échappent.

Je n'en finirais pas si je voulais décrire tous les modèles de chaudière de différents systèmes qui ont été proposés et appliqués, ou même qui le sont encore aujourd'hui. En me bornant aux types prin-

LA CtlAUUlÈKË. 137

cipaux , mon bul sera rempli , car j'aurai ainsi l'ait comprendre la raison des dispositions variées que revêt le générateur et dont le lecteur pourra trouver des exemples s'il prend la peine . dans ses pérégrinations, de visiter les machines, à vapeur

des usines, des bateaux, des chemins de for, dans les divers pays qu'il pourra parcourir.

Il pourra rencontrer encore, outre les types que je viens de définir, des chaudières dont le foyer peut être enlevé à volonté, à foyer amovible, selon l'expression technique. Cette disposition peut offrir des avantages de plus d'un genre ; notamment celui

d'un nettoyage rapide et de l'enlèvement des incrustations Il verra aussi des chaudières j ciiculation Weau piincipalement formi-es de tubes ou 1 on in troduit conlinucllement et suLCCbsnement leau qui se vapoiibe presque instantanément de bortc

Coupe longitudina]!!.

retour de n anime.

que si l'introduction de l'eau est infcrroinpue, il en est de môme de la production et de l'écoulement de la vapeur; des chaudières chauffées au gaa, généralenienf employées dans les hauts fourneaux, où l'on utilise de la sorte les gaz perdus à leur sortie du gueulard, etc. , etc.

De tous ces systèmes de chaudière relenons-en

LA ClIAtElÈIlE. 159

UD, qui nous iiionlrpra comment on peut construire des générateurs, pour ainsi dire rendus inexplosibles par ce (ait, que l'eau aussitôt iiilroduite est immédialeraent réduite en vapeur : c'est la chaudière à circulation de M. Bclle\iUc, dont l'usage se

F s 40 Chaudi

répand de plus en plus dans la petite et moyenne industrie, dans les centres populeux. Elle est utilisée dans plusieurs imprimeries et usines parisiennes.

Une série de tubes verticaux, placés dans le foyer même, communique d'une part à un luyau horizontal amenant l'eau d'alimentation, d'autre part au

llU LA VAI'Llll.

luyau de prise de vapeur. Chaque tube est rempli d'eau jusqu'à une hauteur la même pour tous, et l'orme, pour ainbi dire, une petite chaudière ii moitié remplie d'eau et de vapeur.

L'arrivée de l'eau dans les tubes est réglée à l'aide d'uu appareil spécial, par la pression même (lela\apcur, de sorte qu'à mesure que l'eau se vaporise, elle se trouve remplacée par une quantité d'eau égaie : le niveau dans les tubes de la chaudière reste ainsi constant.

La mise en vapeur est pour ainsi dire immédiate; pour une chaudière de ce système d'un volume moindre de 4 mètres cubes (5"',74) et de 10 métrés carrés de surface de chaul'fe, la vaporisation est de 2UU kilogrammes d'eau par heure.

Il existe encore d'autres systèmes de cliaudières à circulation, en France, ceux de MM. Larmangeal, Boutigny; en Angleterre, celui de M. Scott; je ne puis que les citer en résumant en quelques lignes, d'après M. le général Morin, les avantages respectils des grandes chaudières ordinaires comparées à CCS systèmes nouveaux.

Les premières ont pour elles la sanction d'une longue expérience -, elles produisent, sans beaucoup de soin et d'entretien et très- régulièrement, lavapeur nécessaire; la manœuvre journalière en est simple, commode. Mais elles occupent un grand espace, elles sont sujettes aux explosions.