POIDS RAPPORTÉS AU MÈTRE CARRÉ DE GRIUE
D^.SiaNATI01f.
CHAODIÈRES
à faces planes,
tubulaires
à retour
de flamme, type
haut renforcé.
CBADDiftRBS
cylindriques, tubulaires à retour de flamme, type haut
de la marine.
CBAODliSK
tubes d'eau type Lagrafel (enreloppes comprises).
tubes bonilleors type BelleTÎUe (eoTeloppas | comprises).
Pression absolue de fonctionnement
Nombre de foyers par corps.
Poids de la chaudière vide. .
Poids de Peau
Poids de la chaudière pleine.
On voit, d'après ce tableau, que les chaudières cylindriques à haute pression pèsent un peu plus que les chaudières à faces planes renforcées ; mais elles ont l'avantage d'être beaucoup plus résistantes. Les consolidations nécessaires pour que les chaudières à faces planes puissent supporter une pression effective de 4''' par Cmx^ rendraient ces chaudières aussi lourdes, sinon plus, que les chaudières cylindriques, et elles auraient le grand inconvénient d'avoir leur intérieur très-encombié par les pièces de consolidation. — Les chaudières
Lagrafel ont sensiblement le même poids que les chaudières cylindriques; quant aux chaudières BelleviUe^ leur poids est bien inférieur à celui des autres types. Toutefois ce genre de chaudière ne saurait être réellement pratique qu'à la suite de l'adjonction d'un réservoir d'eau cylindrique, permettant d'annuler, dans une certaine mesure, les variations considérables de niveau et de pression auxquelles elles sont sujettes. De ce chef, le poids de ces chaudières devrait être porté à 5.000^* au moins, eau comprise, par mètre carré de grille, mais elles n'en resteraient pas moins le type le plus léger.
Nous avons vu au n* 58, que la puissance d'une chaudière dépend moins de l'étendue de la surface de chauffe que de l'étendue de sa grille. Par suite, c'est sur l'amélioration de la combustion qui entraînera une élévation de température, d'où résultera un accroissement du rendement de l'unité de surface de chauffe, que l'on doit surtout compter pour arriver à une économie de poids par surface de grille. — En second lieu, pour une puissance donnée, l'économie de poids doit être cherchée dans l'emploi d'une grande étendue de grille, sans augmenter sensiblement la surface de chauffe. — A ces points de vue, les chaudières à tubes bouilleurs Lagrafel et Belleville présentent beaucoup plus de facilités que les chaudières cylindriques ; car on peut diminuer en hauteur pour ajouter en largeur.
D'un autre côté, si les pressions doivent être portées au delà de 5** et surtout atteindre 8'* ou 10**, l'avantage sous le rapport du poids appartiendra incontestablement aux appareils Belleville^ qui peuvent dès à présent fonctionner avec sécurité à 10*' de pression, tandis que les autres types auraient besoin, pour cela, de recevoir des augmentations d'épaisseur et des consolidations qui élèveraient très-notablement leur poids actuel.
Durée et facilités d'entretien. — Explosion. — Les parties qui dépérissent le plus rapidement dans une chaudière sont : les conduits de fumée, parce qu'ils ne sont pas baignés par l'eau, et les foyers, parce que la température y est beaucoup plus élevée que dans aucune des autres parties de la chaudière. Cette plus haute température produit des différences de dilatations sensibles, ayant pour conséquence un travail de dislocation très-énergique. Gomme cette dernière cause de détérioration aura une tendance à augmenter avec la combustion améliorée, il y aura lieu de se précautionner contre elle dans les nouvelles chaudières.
On reproche d'autre part aux chaudières actuelles, le grand volume
84 THÉORIE DES CHADDIÈRES. — N* 58,
qu'occupe chaque corps pris isolément, ce qui rend difTidies le débarquement et l'embarquement, lorsque le changement ou les réparations rendent ces opérations nécessaires. — Il conviendrait par suite, à ce point de vue, comme à celui des explosions dont les conséquences seraient diminuées, de fractionner les chaudières en éléments de dimensions réduites. A ce double point de vue, ce sont encore les chaudières Belleville qui ont l'avantage sur tous les autres types. — Pour arriver aux mêmes faciKtés d!enibarquement et de débarquement avec les autres chaudières, il faudrait qu'elles fussent fractionnées en autant de corps que de foyers ; mais alors le poids serait considérablement augmenté, à cause de la plus grande étendue totale des parois extérieures ; tandis que pour les chaudières Belle-villey ces parois n'existent pas ; il y a seulement une enveloppe isolante pour l'ensemble de l'appareil d'un bord.
En résumé^ voici aux trois points de vue que nous venons d'examiner, l'ensemble des dispositions qui nous paraissent les meilleures.
Le foyer, qui doit être l'objet d'études expérimentales spéciales, sera renfermé dans une enveloppe en tôle, maçonnerie et escarbilles, arrêtant le rayonnement de la chaleur. Les parties de la chaudière proprement dite qui doivent être exposées au feu, seront formées de tubeâ indépendants de cette enveloppe, et disposés de manière à obéir autant que possible aux effets de la dilatation. Il n'y aura pas d'assemblage avec rivets, pas de grandes épaisseurs de métal, et partant moins de fatigue résultant de l'élévation de température.
Les tubes seront verticaux, ou à peu près, de manière à faciliter le dégagement de la vapeur, et déboucheront par leur partie supérieure dans un réseiToir contenant une couche d'eau assez épadsse pour qu'ils soient toujours pleins. Us ne seront plus par suite exposés à être brûlés, et on poun-a au besoin les fabriquer en cuivre pour éviter l'usure par oxydation. — Il ne paraît guère possible de trouver pour cet ensemble de tubes, un système d'assemblage qui permette de changer l'un quelconque d'entre eux sans toucher aux autres; mais on pourra faire en sorte que la portion de chaudière correspondant à un foyer forme un groupe distinct, susceptible d'être déplacé indépendamment du reste, en cas de réparation. — Quant au réservoir de vapeur, il pai'aît avantageux d'en faire une capacité séparée, soit par groupe de tubes et par suite pour un foyer, soit par plusieurs groupes de tubes.
Les chaudières à haute pression pour navire, doivent par suite se composer de trois parties distinctes :
Venveloppe^ formée extérieurement de tôles et de terres réfraotaires, et par suite toujours facilement réparable.
La chaudière, fractionnée en autant d'éléments tubulaires que de foyers, ces éléments ne se reliant entre eux que par le tuyau d'alimentation et par le tuyau de vapem-, ce qui permettrait de les isoler au besoin et même de les démonter, en cas de réparation, sans paralyser d'autres portions de la chaudière.
Enfin le réservoir de vapeur, qui n'étant plus exposé au feu, ne serait plus soumis aux causes de détérioration qui limitent ordinairement sa durée.
Les chaudières BeUeville^ telles qu'on les construit aujourd'hui, avec leur réservoir d'eau et leur réservoir de vapeur, sont celles qui se rapprochent le plus des dispositions énoncées ci-dessus.
Chju>. IV, S 3. — Desciuptioii des types kouvkaux
DE GHàin>lftRES CT DE LEURS AOGESSOIBES.
preaskm. — Pour employer la vapeur avec un d^^ de détente de ;> à 6^ il faut au moins 5^ de pression absolue à la chaudière. Les appareils à faces planes, mêmes renforc^^s, sont inca{>ables de aupporter avec sécurité une preî-sion effective de 4^ ; on a dû, par suii^, avoir recours aux cliaudièrei^ cylindriques.
L'usine dVmfre/ a dressé les plans de trois types de ces cliaudiêres. qualifiés de type haui. type moyen et iype bas. Cba/]ue corps de chaudière comporte deux fourneaux : les rliineasions varient suivant I*? type, maïs la forme et les dispositions sont les mêmes dans tous les cas.
La fig. 55 représente une chaudière du tyi>e haut, \oici la Xi^ftu^ de cette figure :
Voe !•. lli-«léTat*oii à^ fe^* H ci*-^>af«e «^^haal XX fie la nw 2". Vue 2*. Cospe soÎTaot n YYVT ^.Ufwe \\
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DESCMPTION DES CHADDIÊRES. — N« 59^ 87
joints bout à bout, au moyen des pinces rabattues x,x^ rivetéesTune sur l'autre avec interposition d^une forte rondelle de tAIe. Les fourneaux sont rivetés sur la façade de la chaudière au moyen d'une forte cornière, et font un peu saillie en dehors.
ajb porte de fourneau et porte de cendrier, chacune en deux parties et montées au
moyen de pentures et de gonds; elles se ferment par un loquet, comme dans les chaudières ordinaires. Les trous 1,1 et les ventouses 2,2, remplissent les mêmes fonctions que dans les chaudières & moyenne pression.
b' barre d'appui des outils de chauffe, supportée par deux galoches en cornière V,
C sole supportée par les pattes en cornière 3 et 3'.
C autel supporté par les pattes en cornières 4 et 4', et garni d'une maçonnerie en
briques réfractaires 5. Son bord supérieur ne porte pas contre la tôle du fond de la hotte à feu, de sorte qu'il existe une lame d'air 6, derrière l'autel.
rJC' grilles, sommiers de grilles et galoches supportant les sommiers.
D boite à feu, raccordée sur le fond du fourneau, celui-ci ayant été échancré
pour la recevoir. Cette botte à feu est plane dans le fond, sur la plaque de tête, dans la partie supérieure et dans la partie verticale d'en dedans; du cêté extérieur, la paroi de la botte à feu est parallèlle au contour de la chaudière; dans le bais, elle suit le contour du fourneau. La têle du fond et la plaque de tête sont relevées en cornière, pour recevoir la tôle enveloppe qui est en deux parties.
djd tubes en laiton bagués et épaulés.
d,,rfi tubes en fer formant tirants. Ces tubes sont taraudés dans les trous de la plaque de tête d* de la botte à feu ; l'extrémité est rivée dans jine fraisure pratiquée à l'extérieur; les tubes sont ensuite afOeurés et reçoivent à l'intérieur, le conlre-écrou 1, que l'on met en place avec joint élanche sur la plaque do tête, afln que l'eau ne vienne pas en contact avec les filets. Du côté de la botte à fumée, les trous de la plaque de tête d" sont agrandis; le tube est renflé et taraudé pour recevoir les écrous 2 et %' qui servent à le fixer. Le taraudage passe librement dans le trou de la plaque de tête; à plus forte raison en est-il ainsi pour le taraudage de la partie qui se fixe sur la plaque de tête de la botte à feu.
d'.d" plaques de tête arrière et avant. La plaque de tête d' de la botte à feu, a un bord relevé en cornière sur l'arrière, pour recevoir l'enveloppe de cette botte à feu ; elle est mise à cheval sur le fourneau, avec un bord relevé sur l'avant pour le rivetage. La plaque de tête d' de la botte à fumée règne sur toute la façade de la chaudière, depuis le sommet du faisceau tubnlaire jusqu'au dessous des fourneaux qui la traversent. Une deuxième tôle complète la façade.
E,E' botte à famée et culotte de la cheminée. Ces compartiments sont rapportés
sur la façade et ne font pas partie intégrante de la chaudière.
e portes de boite à fumée, en deux parties ayant chacune un loquet. Ce dernier
est formé d'une tringle glissant dans deux anneaux carrés, et dont les extrémités s'engagent dans des anneaux semblables fixés sur la façade de la botte à fumée. Le loquet de droite, vue 1«, a été laissé ouvert. pour montrer la'disposition du système.
R'i raccordement de la culotte avec la cheminée,
E* cheminée construite pour desservir quatre chaudières placées face à face, deux
à bâbord et deux à tribord.
F paroi extérieure de la chaudière. Le générateur est un cylindre dont les bases
sont parfaitement consolidées par des cornières, des entreloises et des tirants. Les tôles qui forment l'enveloppe sont enroulées dans le sens de leur longueur. Les coutures longitudinales sont faites au moyen de trois rungs du rivets placés en quinconce. Les coutures transversales n'ont que deux rangs* de rivets. — Les coutures du fond et de la façade sur l'enveloppe, sont faites par l'intermédiaire d'une forte cornière roulée, avec deux rangs de rivets alternés sur les deux pannes de la cornière. La partie de la tôle de dessous qui forme la croisure est amincie pour éviter les fuites.
88 DESCRIPTIOiN DES CHAUDIÈRES. — N^ 59^
F' parois des fourneaux et des bottes à feu.
f remplissage fait au moyen d'une cornière et d'une maçonnerie pour diminuer
rentrée du foyer.
G)G' chambre à eau et lames d'eau..
g entreloises pour relier les faces planes entre elles, ainsi que les côtés des bottes
à feu à Tenveloppe de la chaudière. Ces entretoises sont taraudées et rivées.
H,H' chambre à vapeur et coffre à vapeur supplémentaire. La tôle do la chaudière n'est pas découpée au point où se place le coffre cylindrique il'; elle est seulement percée en crépine pour le passage de la vapeur. Cette disposition a l'avantage de ne pas affaiblir la chaudière, et de servir de tamis pour réduire les entraînements d'eau.
h^h* tirants et patins de tirants. Ces derniers sont confectionnés en fortes cornières rivetées sur les faces planes et leur servent d'armature. Les tirants sont tous parallèles et fixés à demeure sur leurs patins an moyen de trois rivets.
A, armatures pour consolider les ciels de botte à feu. Ces armatures sont de sim-
ples cornières rivetées sur la tôle.
/l'i fortes armatures pour relier les parties inférieures des bottes à feu à l'enve-
loppe extérieure de la chaudière. Ces armatures sont formées de doubles cornières emprisonnant cnlre elles une forte tôle qui fait l'office de tirant.
I,i tuyau et régulateur d'alimentation de la machine.
t' régulateur d'alimentation au petit cheval.
K,fc robinet et tu^au d'extraction ordinaire.
IL'k' robinet et tuyau d'extraction à hauteur de niveau. Le canal du robinet K' est
prolongé intérieurement par la pipe k\ terminée, droit au-dessous du réservoir de vapeur U^, par un évasement en forme d'entonnoir K'^.
H,m ensemble du tube de niveau. Cet organe présente la même disposition que dans les chaudières ordinaires à moyenne pression.
12,13 tuyaux de communication du manchon M avec la chaudière.
11 existe trois robinets-jauges du tjpe ordinaire, placés sur la gauche de la vue \*j et qui ont été enlevés par la coupe.
N manomètre indiquant la pression dans la chaudière.
0,0',0'' boite de la soupape de sûreté, contre-poids et tuyau d'échappement de celte soupape. Cet organe est de la forme de ceux usités dans les chaudières à moyenne pression. Le tuyau d'échappement 0'^, et celui de la chaudière située en face de celle que représente la figure, se réunissent en un seul tuyau 0|, qui s'élève le long de la cheminée pour conduire la vapeur au-dessus du pont.
r,y>,V soupape d'arrêt, volant de manœuvre de cette soupape et tuyau do prise de vapeur. Les tuyaux V des quatre chaudières se réunissent en un seul qui conduit la vapeur aux cylindres. — Aux )M)ints où se fixe la soupape d'arrêt, se trouve un manchon riveté sur le coffre H', et d'un diamètre plus grand que celui de la soupape. La tôle n'est pas découpée, mais seulement percée en crépine pour éviter les enti*aincments d'eau, assises de la chaudière ; chantiers formés par les carlingues, dans lesquels les chaudières s'emboîtent, et sur lesquels elles sont retenues par les cornières 15.
9,1 1 trous de sel et trou d'homme.
14,15 parquet de chauffe et cornière de retenue des chaudières.
16 ensemble de l'appareil de manœuvre de la soupape de sûreté, disposé comme
dans les chaudières à moyenne pression et ayant ses points d'appui sur la tôle de la boite à fumée.
Il n'existe, dans les chaudières cylindriques, ni surchauffeur ni sécheur.
Le tableau D de T^l/Za*, donne tous les éléments de construction du type haut des chaudières qui nous occupent. Voici le résumé des dimensions principales des trois types :
DIMENSIONS ET ÉLÉMENTS PRINCIPAUX DES CHAUDIÈRES CYLINDRIQUES RÉGLEMENTAIRES DANS LA MARINE.
DisiG!«AT10!r.
Longueur du corps hors tdle
Diamètre iotérieur au milieu
Distance de Taxe d'un Toyer à celui du corps,
suivant le rayon '.
Distance d'axe en axe des foyers
Diamètre intérieur d'un foyer
( longueur
diamètre intérieur. • . .
diamètre extérieur. . . .
nombre par corps
longueur ,
diamètre extérieur. . .
diamètre intérieur. . .
nombre par corps. . . , enveloppes cylindriques (supérieure) faces verticales (supérieure)
boites à feu (fine). .
plaques à tubes (Que) foyers (fine) .....
jonctions des enveloppes avec les faces verticales . . .
patins de tirants
entrée do foyers, bolles à feu,
armatures
diamètre
écartemcnt horizontal
écartement vertical
diamètre hors filets. . . .
écartement horizontal. . . *
écartement vertical
longueur de la rangée du fond . .
d* d* du milieu.
d*» d* de l'avant.
épaisseur d'un barreau de grille.
écartement de deux barreaux
voisins
surface de grille totale
surface de chauffe directe. . . .
surface de chauCTe lubulaire . , surface de chauffe totale. . . , de la surface de chauffe totale
de la section d'ouverture des
cendriers
de la section dos lubes(bagucs).
Volume d'eau
Volume de vapeur sans le réservoir . . . Poids total, corps, boite à fumée» barreaux
de grilles, sommiers et autels
Cliarge des soupapes de sûreté sur le grand diamètre . , . .
Tubes en laiton.*
Tubes eu fer.
Epaisseur et qualité des tôles.
Cornières.
Tirants.
Entretoises
Barreaux
de
grille.
Résultats i
des <
calculs, t
Rapport
à la surface
de grille.
