LA CHAUDIÈRE

Au contraire, les chaudières à circulation, beaucoup moins encombrantes et moins coûteuses, pour ainsi dire inexplosibles, ont Tavantage d'une mise en vapeur rapide ; mais elles sont d'un entretien plus difficile ; elles ne sont pas plus économiques , au point de vue du combustible. Elles paraissent surtout réservées aux machines de la petite industrie.

Il a été question à plusieurs reprises, dans les pages qui précèdent, du danger d'explosion des machines à vapeur. Ce sont en effet les chaudières qui ont fourni trop souvent des exemples terribles de la réalisation de cet accident soit dans les usines, soit sur les bâtiments à vapeur. On verra plus loin quelles sont les causes ordinaires de ces explosions, et quelles précautions on doit prendre pour les éviter ; en ce moment, la digression serait trop longue, elle nous détournerait de notre grande affaire, qui est d'achever la description de la machine à vapeur et d*en acquérir la complète intelligence.

Dislribution de la vapeur; son mode d'action sur le piston. Condensation dans les machines à basse pression ; condensation à air libre dans les machines à haute pression, sans condenseur.

Nous savons maintenant comment se produit, dans une machine à vapeur, ce qui est le principe du mouvement, l'âme pour ainsi dire du mécanisme original qui a, depuis un siècle, révolutionné Finduslrie manufacturière et celle des transports parterre, qui est en train de transformer la marine tant militaire que marchande, et qui s'attaque, dès aujourd'hui, aux pratiques antiques et traditionnelles de Tagriculture.

En décrivant les divers types de chaudières, en montrant les formes variées qu'on lui donne selon la destination spéciale à laquelle elle est affectée, nous espérons avoir mis le lecteur à même de se faire une idée des progrès que la pratique et la

théorie combinées ont suggérés pour la solution de cette question, si simple au premier abord : Produire la vapeur nécessaire au mouvement d'une machine motrice dans les meilleures conditions de puissance, de régularité et d'économie.

Il s'en faut, on l'a vu, qu'on y soit arrivé du premier coup. Il s'en faut aussi qu'on ait découvert d'emblée les dispositions des organes du mouvement, du mécanisme moteur, que je vais maintenant décrire. Il eût été beaucoup trop long, et d'ailleurs peu intelligible, de procéder par l'histoire des phases successives par lesquelles, a passé la machine à vapeur. Au contraire, en acquérant d'abord la notion précise du fonctionnement tel qu'il existe dans les machines perfectionnées, on se rendra compte aisément de l'importance des modifications principales introduites par les inventeurs.

Donc, nous avons à notre disposition, dans la chaudière, toute la vapeur nécessaire à la production du mouvement; nous avons la force.

Vovons comment on utilise cette force.

On sait déjà que la vapeur sort du réscnoir de la chaudière par un tuyau qui la conduit à Tintérieur d'un cylindre ; que alternativement elle agit sur une face ou sur l'autre d'un piston mobile dans ce cylindre; et qu'enfin de cette action alternative résulte un mouvement de va-et-vient du piston et de

Jiti LA VAPElll.

cVaulres fois visse solidement comme l'autre fond, de manière à ce que l'un des deux au moins puisse être enlevé entièrement el permettre ainsi l'inlroduclion du piston.

L'un (les fonds donne passage à la tige du |)iston. et l'ouverture qui sert à cet objet est munie d'une ■ boîle h étoupe {stufpng-box), afin que la lige, dans son mouvement, ne présente aucune fuite à la vapeur du cylindre.

Quant au piston lui-même, ou le construit d'une l'onle de manières différentes. Le plus souvent, il est formé de deux plateaux méliilliques d'un diamètre un peu plus petit que celui du cylindre, et solidement reliés entre eux ainsi qu'à la tige qui les traverse. Sur leur pourtour, sont ménagées des gorges pour loger la ijarmlure, c'est-à-dire la partie du piston dont la surface extérieure doit glisser à li-oltement doux, mais pai'fiiitcmenl étanclie contR' lii surface intérieure du cylindre, de manière que' la vapeur ne puisse passer de l'une des chambres dans l'autre. La garniture était jadis formée de Iresses de chanvre qu'il fallait graisser souvent et remplacer de même, à cause de la rapidité de l'usure. On y a substitué avanlageusenient des garnitures métalliques, formées de fragments d'anneau pressés par des ressorts intéiieurs, comme on le voit dans la figure 41. Aujourd'hui, on préfère encore à ce mode de garnilurc celui des pistons

Lli; HKCAMSUK HOTtlIt. 147

Ramsbollom, dont le corps se compose d'un plateau unique, évidé pour avoir plus de légèreté et entouré de deux cercles en acier doux fondu qui s'engagent dans deux gorges extérieures et font ressort. La surface de ces cercles presse ainsi les parois du cylindre, formant une excellente garni-

ture, ti-ès-simple et très-peu coûteuse d'entretien. Le piston suédois (fig. 42) ne diffère du précédent que parla largeur des cercles, qui est plus grande, et leur composition, qui esl en fonte durcie par un peu d'étain.

Le piston et le cylindre ainsi construits et agencés, il nous reste à voir comment se fait l'introduction et l'échappement, en un mot, la distribution de

lis LA ÏAPEUIt.

ta vapeur. Ajoulons loulcfoîs auparavant un délail qui a son importance, c'est que le inou\enneiil du piston est facilité par l'huile dont on lubrifie de temps à autre les parois du cylindre. Cehii-ciesl muni, à ci* effet, d'un ou plusieurs robinets qu'on

nomme les robinets graisseurs cl qu'il est inutile de décrire d'une façon détaillée.

Reportons-nous à la figure 43, qui donne la section longitudinale d'un cylindre. On voit, en aa', près de chacun des fonds, l'ouverture d'un double conduit aa,a'a', pratique dans l'épaisseur de la face latérale : ce sont les ouvertures par où la vapeur

arrive alternativement et agit sur Tune, puis sur l'autre face du piston ; on les nomme les lumières d'admission. Ces deux lumières débouchent extérieurement sur une face bien dressée, et, entre les deux, on voit une troisième ouverture E, qui sert à faire échapper la vapeur quand elle a produit son effet, et qu'on nomme pour cette raison lumière d'échappement, C est le tuyau par où la vapeur se répand à l'air libre, ou bien va perdre sa force élastique dans le condenseur.

Maintenant, par quel mécanisme s'opère la distribution, formée, comme on voit de deux opérations partielles, l'admission de la vapeur et l'échappement, qui doivent se répéter deux fois pour obtenir une phase complète du mouvement de va-et-vient du tiroir? 11 y a divers modes employés suivant les machines : décrivons d'abord celui que représente notre dessin.

On voit, dans la boîte à vapeur BB, une boîte prismatique ouverte par une face, et qu'on nomme le tiroir. Le tiroir s'applique par sa face ouverte contre le plan bien dressé où nous venons de voir que débouchent extérieuremenl les trois lumières. L'espace BB se nomme la boîte à vapeur, parce qu'eu effet la vapeur amenée de la chaudière par le tuyau V y afflue librement ; mais la capacité du tiroir, au contraire, est toujours fermée à la vapeur aflluente, tandis qu'elle communique constamment avec le

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tuyau d'ècliappcmeut et aussi lantûl avec l'un, lanlôt avec l'aulre des conduits d'admission du cylindre. Enfin le mouvement du tiroir esl produit par la machine même h l'aide d'une tige et d'un excentrique calé sur l'arbre du volant.

En suivnri le mouvemenl successif et alternalii

du tiroir représenlé sur la figure 44, on comprendra aisément les pliases de la distribution de la vapeur.

Dana sa première position, les deux bandes ou bords pleins du tiroir masquent à la fois les deux lumières d'admission, mais son mouvement, qui a lieu de haut en bas, va bientt)t les laisser ouvertes toutes deux ; l'une, celle d'en baut, à la vapeur de

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la boite qui aura ainsi accès dans lé cylindre ; l'autre, la lumière inférieure, communitjuera au contraire avec réchappenienl.

Le piston était au début contre le fond supérieur du cyliudi'e. 11 va se mouvoir de haut en bas, car la vapeur admise le poussera dans ce sens, tandis que celle qui venait de le faire monter se trouvera condensée , annulée par sa communication soit avec l'air extérieur, soit avec le condenseur.

Dans la seconde position de la figure, le tiroir est arrivé à la fin de son mouvement dans ce sens, elle piston est au milieu de sa course. Le tiroir va maintenant revenir à sa position primitive, pendant que le piston continuera son mouvement descendant, qu'on voit terminé à la troisième phase. Maintenant ce sera le tour à la lumière supérieure de se découvrir et de communiquer avec le tuyau d'échappement, tandis que la lumière hiférieure, s'ouvrant dans la boite à vapeur, va donner accès à la vapeur sur la face inférieure du piston et le faire remontei' dans le cylindre. La quatrième phase de la figure le montre au milieu de sa course ascendante, tandis que le mouvement ascendant du tiroir se trouve au contraire achevé.

Tel est le mécanisme de la distribution de la vapeur dans les macliines où le tiroir à coquilles est adopté. Mais, comme je l'ai dit, il y a eu et on emploie encore d'autres dispositions dont on comprendra

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parfailement leieu inainlenaiil, à la seule inspeclion des ligures qui les représenlenl. C'est d'abord le système des soupapes de distribution de Wall (fig. 45) ; puis le tiroir à pistons (fig. 40) également imaginé par cet inventeur ; enfin le tiroir en D, dont le nom est dû à la ressemblance de la s

lion de la pièce principale avec la lettre D (fig. 47). Dans la première de ces trois figures, on voit deux boites à soupapes adaptées aux deux extrémités du corps du cylindre. Ciiacune d'elles se trouve divisée par deux soupapes mues par un système de tringles en trois compartiments, dont celui du milieu est en comniuuicalion directe avec chaque lumière ; tandis que les deux autres cum-

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muniqucnt, le supcricurV avec le tuyau de vapeur, l'inférieure avec l'air cxténcur ou le condenseur. Les deux phases principales du mouvement munirent à la fois le jeu des soupapes el l'aclion alternative delà vapeur sur les deux faces du piston. ■ Le tiroir à pislons est ainsi nommé parce que ce

sont deux pislons p p', mus par une lige dans un espace cylindrique conligu au cylindre, qui tantôt laissent à la vapeur l'accès libre d'une des lumières d'admission, el de la chambre correspondante du cylindre, tantôt mcltcnt celte chambre et la vapeur qui vient d'agir en communication avec le condenseur C.

Enfin le tiroir en D est une pièce creuse, mobile