CHAPITRE III

LA MACHINE A VAPKUR MARINE AU POINT DE VUE D!C SA CONSTRUCTION. — LES PISTONS. — l'aRBRE DES PIS- TONS.— LES CYLINDRES ET LES TIROIRS. — LE CO.NDEN- . SEUHA SURFACE. — LA POMPE DU CONDENSEUR. — l"i!É-

LiCE ET LA LIGNE D'A RBRES. — le palier de butée.

Pour terminer ces descriptions, nous donnerons quelques détails sur la machine à vapeur marine, au point de vue de sa construction.

Toutes les machines actuelles sont à connexion directe, c'est-à-dire que le mouvement des pistons est transmis à l'arbre par' les bielles, sans l'intermédiaire d'un balancier. La plupart sont à bielle directe, ou pour mieux dire, la bielle est placée entre l'arbre et le cylindre. Cependant, comme nous le faisions remarquer plus haut, on trouve encore dans la marine militaire des appareils à bielles renversées.

L'arbre qui reçoit le mouvement des pistons s'appelle V arbre à manivelle. Il est pourvu de vilebrequins, solidement établis, sur lesquels s'attellent les bielles motrices. Il a 2 ou 3 coudes, et ordinairement, lorsqu'il atteint de grandes dimensions, on le fait en plusieurs pièces, comportant chacune

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une manivelle, et assemblées par des plateaux venus de fonte et des boulons.

L'arbre à manivelle est supporté par des paliers garnis de coussinets en bronze ou en métal blanc, et qui font partie de la plaque de fondation.

La plaque de fondation est une robuste pièce en fonte, qui repose sur les carlingues du bâtiment, et supporte tout le poids de l'appareil. Sur la plaque viennent s'assembler les bâtis en fonte, supportant les cylindres, ainsi que les tiroirs, et portant les glissières entre lesquelles se meut la tête de la tige du piston. Souvent l'enveloppe du condenseur est fondue avec les bâtis. D'autres fois, les bâtis n'existent que d'un seul côté, avec glissière unique ; et dans ce cas, les cylindres sont supportés de l'autre côté par des colonnes en fonte, en fer ou en acier.

Le mouvement de va-et-vient du piston est ti'ansmis aux manivelles de l'arbre, par des bielles, généralement en acier, s'ai'ticulant par leur té le sur la manivelle, et par leur pied sur la tête de tige du piston, appelée crosse, et qui porte les coulisseaux (le glissière. Les bielles sont pourvues de coussinets en bronze, garnis de métal blanc.

Les pistons qui, sont en fonte et creux, sont entourés de plusieurs segments en 1 fonte, logés dans des rainures circulaires. Ces seçpnents, sortes de bagues fendues, ! s'appliquent sur la paroi du cylindre, par leur propre élasticité, ou par l'effet de ressorts placés derrière, qui empêchent la vapeur de passer d'un côté à l'autre du piston. La tige du piston, qui est en acier, s'assemble avec celui-ci par un cône, et est serrée par un écrou. La tête de cette tige reçoit les coulisseaux de glissière qui assurent le mouvement rectiligne de la tige et s'opposent à toute flexion.

Pour éviter les inconvénients résultant de l'inertie, dans les machines des torpil-

leurs, qui atteignent une vitesse de 300 à 400 tours par minute, on a foré les bielles et les tiges de piston, et on a fabriqué le piston en acier, pour réduire ses dimensions. Par ce moyen, on a considérablement diminué le poids de ces pièces.

Dans ces mêmes machines, les bâtis en acier forgé ont atteint le minimum de dimensions et de poids. Le poids par cheval effectif est réduit, sur certaines machines de torpilleurs, à 35 kilogrammes.

Les cylindres sont coulés en fonte, généralement à enveloppe de vapeur, et à chemise intérieure rapportée. Souvent le couvercle inférieur est fondu avec le cylindre.

Les tiroirs sont placés sur le côté des cylindres, dans les boîtes à vapeur. Ils sont conduits généralement par une coulisse de Stephenson, munie de ses deux excentriques, analogues à ceux qui sont employés dans les locomotives.

Cependant divers autres systèmes sont en usage. Nous citerons les distributions Marshall et Joy. Les tiroirs sont en fonte, souvent garnis de bronze, et pourvus d'un compensaleui', qui équilibre la pression de la vapeur.

Le condenseur est toujours à surface. Il se compose d'une enveloppe en fonte, dans laquelle un tuyau spécial amène la vapeur d'échappement. Les extrémités du condenseur sont fermées par des plaques en bronze, percées de trous, se cori'espondant d'une plaque à l'autre, et dans lesquels passent, à frottement, des tubes minces, en cuivre étamé. En dehors, chacune de ces plaques reçoit une coquille en fonte, qui la recouvre. Dans cette coquille arrive l'eau de mer, envoyée par une pompe spéciale. L'eau traverse les tubes, qu'elle refroidit ; la vapeur se condense au contact des tubes froids, et Peau provenant de cette condensation, tombe au fond du condenseur.

La figure 136 met en évidence les parties intérieures du condenseur à surface des ma-

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Fig. 136. — Coupe d'un condenseur à surface.

chines de navires. La direction des flèches, ainsi que les numéros, montrent le sens de la marche de l'eau froide dans les tubes.

La circulation de l'eau dans le condenseur est provoquée, soit par une pompe attelée à la machine, soit par une pompe centrifuge, mue par un moteur indépendant. Ce dernier système est adopté pour les grands appareils. Il a l'avantage de maintenir le condenseur froid pendant les arrêts.

Nous représentons dans la figure ci-des-

rig. 137. — Pompe de circulation du condenseur, le couvercle enlevé.

sous l'une des pompes en usage dans la

marine anglaise, construite par MM. Tangyes, de Birmingham. Dans cette figure, A est le moteur à vapeur, accouplé par son arbre avec la pompe B, laquelle aspire l'eau par l'orifice C, et la refoule en D.

La figure 138 montre l'installation d'une pompe construite par MM. Gwynne, de Londres, sur un condenseur pour le navire l'Invincible. Dans cette disposition, la pompe à air. A, au lieu d'être conduite par la machine principale, est conduite, au moyen d'un excentrique, par la machine, P des pompes. Elle aspire l'eau au condenseur, par le tuyau F, et envoie à la mer l'eau de condensation, par le tuyau de trop-plein, L.

E est une pompe centrifuge, disposée soit pour pomper à la cale par le tuyau F et refouler dans ce cas l'eau par le tuyau J, soit pour faire office de pompe de circulation, et alors elle aspire l'eau de mer par la prise C, et elle la refoule au condenseur par le tuyau H.

La prise de vapeur de la machine a lieu en M. L'échappement se fait soit au condenseur par le tuyau 0, soit à l'air libre par le tuyau N.

SUPPLÉMENT AUX BATEAUX A VAPEUR

Fig. 138. — Installation d'une pompe de circulation sur un condenseur.

La figure 139 nous fait voir une pompe centrifuge de condenseur, de MM. Gwynne, dont le couvercle de visite est enlevé.

Ou voit les ailettes héliçoïdales H, qui, par

Fig. 139. — Pompe de condenseur, à circulation centrifuge.

leur giration rapide, déterminent l'aspiration par l'orifice C. L'eau entraînée s'échappe par la tangente, après avoir parcouru le tuyau circulaire qui enveloppe la pompe, s'échappe en D, d'où elle est envoyée par un tuyau au condenseur.

L'eau de condensation de la vapeur est enlevée du condenseur, avec l'air entraîné, par la pompe à air. Cette pompe, qui est conduite généralement par la machine, est souvent à simple effet. Elle refoule l'eau de condensation dans une bâche oîi puisent les pompes alimentaires. Un trop-plein conduit l'excès d'eau à la mer.

La machine conduit également des pompes appelées pompes de cale^ destinées à enlever l'eau qui s'accumule toujours dans le fond des navires.

Quelques mots sur le mode de transmission du mouvement de la machine au navire, pour produire l'effet de propulsion.

Le mouvement de la machine est transmis à l'hélice, par l'intermédiaire d'une ligne d'arbres, assemblés bout à bout par des plateaux boulonnés et supportés par des paliers. D'un bout, la ligne d'arbres s'assemble à l'arbre moteur par un accouplement fixe, ou à débrayage; elle s'assemble de l'autre bout à l'hélice.

MERVEILLES DE LA SCLENCE

C'est ce que représentent les figure.^ 140 | d'arbres du paquebot de la Compagnie

transatlantique la Champagne. La première est line vue en élévation, la seconde une vue en plan.

L'hélice H est mise en action par l'arbre moteur A. Les cloisons é tanches sont représentées par les lettres C, C, C... L'arbre d'hélice sort du bâtiment par un œil pratiqué dans ïétambol, et garni de coussinets en bois de gaïac, fixés dans un cylindre appelé tube d'étambot, qui porte, à l'intérieur du navire, un presse-étoupe, qui empêche l'eau de pénétrer. L'arbre d'hélice, dans son passage dans le (iibe d'éta?7îbot, est enveloppé de feuilles en cuivre, qui le préservent de l'action corrosive de l'eau de mer.

La propulsion du navire estproduite, comme on le sait, par la poussée de I hélice réagis-

sant sur l'eau. Pour résister à cette poussée qui s'exerce suivant Taxe de l'arbre, et qui aurait pour effet de le faire glisser dans ses paliers, l'arbre moteur a besoin de trouver un point d'appui invariablement fixé à la coque du navire, de façon à ce que ce déplacement et 141, qui donnent une coupe de la I/'ffne \ relatif se transmette au navire et le fasse

SUPPLÉMENT AUX BATEAUX A VAPEUR

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avancer. Ce point d'appui est obtenu au dont le nom indique la fonction et que

moyen d'un palici- spécial, appelé palier de nousreprésentonsdanslcsfig.142, 143etl44.

nis de coussinets ordinaires. Entre ces i lets, C, C, G, entre lesquels on vient placer deux paliers, l'arbre porte une série de col- 1 des coussinets verticaux D, D, D, ayant la

Fig. 144. — Coupe transversale du palior de Lulée.

forme d'un demi-cercle et réunis entre eux, dans le plan de leur diamètre, par deux bou-

lons longitudinaux, B, qui établissent la so lidarité avec les paliers P, P.

■ La réaction s'exerce entre les faces antérieures des collets et les faces postérieures des coussinets. L'arbre moteur joue, dans cette partie, le rôle d'une vis sans fin et à filets parallèles, tournant sans avancer, dans un demi-écrou à filets, également parallèles.

\jQ palier de butée que nous représentons comporte onze collets. On multiplie, suivant les cas, le nombre de ces collets, de manière que la pression totale soit répartie sur une surface assez grande pour que la pression par centimètre carré ne dépasse pas une certaine limite, au delà de laquelle il pourrait y avoir grippement et détérioration des pièces.

Lorsque le tirant d'eau d'un bâtiment est faible, ou que son déplacement est trop considérable, il n'est souvent pas possible de lui donner une hélice suffisamment grande. On établit alors, à droite et à gauche de ïétambot, deux hélices jumelles, mais qui, bien que commandées par une même machine, sont complètement indépendantes.

Ce procédé est fréquemment adopté, car il permet de donner une grande facilité d'évolution au bâtiment, en faisant varier la marche respective des hélices