‹ Les nouvelles machines marines. Supplément au Traité des appareils à vapeur de navigation mis en harmonie avec la théorie mécanique de la chaleur. Ouvrage rédigé pour l'introductionChapitre 25 sur 85 · I. Bonne combustion dans U foyer · texte numérisé non relu

I. Bonne combustion dans U foyer

il. Répartition auêsi égale que possible de ta chaleur sur les surfaces de chauffe;

UI. Facile absorption de la chaleur par les surfaces de chauffe.

I. — Les foyers des deux premiers types de chaudières possèdent des grilles ordinaires ; le plus ou moins bon emploi du combustible sur ces grilles dépend du plus ou moins de soin et d^habileté des chauffeurs. La chaudière du troisième type possède un nouveau système de foyer (n* 61«), dans lequel le combustible se distille graduellement, puis se brûle en abandonnant ses résidus en un point déterminé \ Textraction de ces résidus se fait alors très-facilement et sans occasionner de variations dans la pression de la vapeur. La marche rationnelle et la régularité continue delà combustion dans ce foyer, procurent une économie notable de combustible par rapport aux foyers ordinaires.

IL *- La répartition des gaz chauds sur toutes les surfaces de chauffe n'est pas bien réalisée dans les chaudières du premier type ; en effet, des baguettes de bois blanc placées dans tous les tubes d'une chaudière se carbonisent dans les uns et restent intactes dans les autres ; ce fait a été maintes fois vérifié.

Pour le deuxième type, le grand écartement entre les tubes, qui ne peut être évité par suite du mode même de construction, permet aux produits de la combustion de se rendre trop facilement et trop directement à la cheminée, au détriment de la bonne utilisation de la chaleur.

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Les chaudières du Iroisiëme type sont dans de meilleures conditions, car les tubes y sont beaucoup plus rapprochés, d'où résulte la division des gaz chauds en lames minces.

IIU — Pour la facile absorption de la chaleur, il importe: V que ks surfaces de chauffe puissent toujours être entretenues propres intérieurement et extérieurement ; 2" que la circulation de Veau sur les surfaces de chauffe soit irèsHictine ; 3' que k$ surfaces de clumffe soient frappées norwuilement par les ga* chauds et non tangenOellement.

r — Dans les chaudières du premier type, il est facile d'enlever le noir de fumée qui se dépose dans les tubas ; mais il est difQcile de débarrasser ceux-ci des incrustations, à moins de les démonter.

Dans les chaudières du deuxième et du troisième type, à tubes d 'eau, c'est Finverse qui a lieu; Tintérieur des tubes peut généralement être nettoyé avec facilité, tandis que l'extérieur ne peut jamais l'être quMmparfaitement, surtout pour les tubes situés au milieu du faisceau. Toutefois, les tubes du troisième type sont bien plus abordables que ceux du second, en raison de leur petit nombre et de leur disposition. Dans tous les cas, il est bien plus avantageux de pouvoir enlever les incrustations que la fumée, et ies chaudières à tubes d'eau ont à ce point de vue un avantage incontestable.

îr — L'actif renouvellement des particules liquides en contact avec les surfaces de chauffe favorise la prompte absorption du calorique, et permet d'uti* User au maximum la conductibilité du œétaL

Dans les chaudières du premier type, ce renouvellement est lent, et résulte seulement des faibles différences de température entre les «divers points de la masse liquide, et du déplacement produit par les bulles de vapeur qui se dégagent.

Dans les chaudières du deuxième type, qui ont les tubes verticaux ou inclinés, la circulation est plus active^ parce que la vapeur formée, étant plus ii . l'étroit, entraîne une plus grande quantité d'eau. Mais lorsque les tubes sont horizontaux, la circulation se fait très-mal et presque toujours par à-coups, parce que la vapeur est obligé de cheminer horizontalement.

Dans les chaudières du troisième type, la circulatiion est très-aotive; la varpeur, 9e dégageant de l'eau oontemue dans les tubes inférieurs de chaque élément, entraîne de Peau à VéM vésiculaire qui se vaporise, en circulant rapidement, au contact des tubes supérieurs. Ces tubes sont constamment hacUgeonnés par les particules d'eau que le courant de vapeur, animé d'une vitesse de 6 à 8 mètres par seconde, étale incessamaoent sur les surfaces de chauffe.

3* — La disposition des surfaces de chauRe perpendiculaire h la direction du courant des gaz, est bien plus favorable à l'absorption de la chaleur que la disposition parallèle. Le premier type de chaudières est, à ce point de vue, inférieur au troisième type et aux dispositions du deuxième type dont les tubes sont horizontaux ou légèFement iaclinés.

fiomitMiiie de pelte eé d'enemniiremeiiit.— Au point de vue commercial, ces deux points sont très-importants, car la possibilité de substituer un fret productif à un poids mort, donne lieu à un bénéfice net qui peut être

renouvelé à chaque voyage. — Ils ont une importance non moins grande au point de vue militaire, à cause du tonnage de plus en plus considérable exigé par l'armement offensif et défensif des bâtiments de guerre.

Les poids, eau comprise, des trois types de chaudières dont il est ici question, sont entre eux approximativement comme les nombres 4, 3 et 2. Les chaudières du troisième type sont les plus légères et les moins encombrantes.

La facilité d'installation abord varie en sens inverse du poids et de Tencombrement des parties constituantes des chaudières. Celles du premier type sont à cet égard dans les conditions les moins avantageuses. — Le montage à bord des chaudières du troisième type se fait au contraire par Tassemblagi.' successif de pièces détachées dont la manœuvre est facile, chaque pièce étant d'un poids et d'un volume relativement faibles. Les chaudières du deuxième type participent dans une proportion plus ou moins grande à cet avantage de celles du troisième.

Facilité de «conduite. — La difficulté plus ou moins grande de la conduite d'une chaudière résulte du plus ou moins de travail et de soins que nécessitent : i"* r entretien des feux; 2° le décrassage des grilles; 3* la surveillancr de r alimentation; 4* le maintien de la pression.

l*et 2'-- Sur le premier point, les grilles ordinaires ont par rapport au foyer à combustion rationnelle du troisième type, une infériorité notable qui se fait sentir d'autant plus que la marche est plus prolongée. — L'opération si pénible du décrassage, qu'il faut opérer toutes les huit heures au moins, occasionne un refroidissement considérable de la chaudière, et ne remédie qu'imparfaitement à l'obstruction de la grille par le mâchefer.

Avec le foyer spécial au troisième type, la facilité du service des feux, et par suite l'activité de la combustion et la bonne utilisation du combustible, restent les mêmes quelle que soit la durée de la chauffe.

3* — La surveillance de l'alimentation est une des fonctions les plus sérieuses et les plus délicates du mécanicien ; car selon qu'il alimente trop ou trop peu, il risque d'occasionner soit des entraînements d'eau nuisibles aux machines, soit des accidents encore plus dangereux : coups de feu et explosions. — En outre, lors de gros temps ou par des bandes prononcées et variables, les chaudières en général n'ont aucun moyen d'indication certaine du niveau réel de l'eau.

Le régulateur d'alimentation (n- 61,) appliqué aux générateurs du troisième type, rend cette surveillance plus facile, en ce qu'il détermine le volume d'eau introduit par chaque unité de temps dans les chaudières, indépendamment de la pression de marche et de la situation apparente de l'eau dans les tubes de niveau.

V — La régularité du chauffage et de l'alimentation dans les chaudières du troisième type, a pour conséquence une régularité de pression qui n'est obtenue à divers degrés dans les autres types, qu'en raison de l'augmentation si dangereuse de la chambre à eau. — Enfin, la sécurité et la facilité de production des générateurs à faible volume d'eau permettent d'obtenir à un moment donné, sans danger et sans fatigue pour le personnel, une pression notable-

ment plus élevée que la pression normale, pour les cas d*urgence qui exigent un prompt et vigoureux coup de collier.

Facilité des nettoyages. — Dans Tarticle économie du combustible^ nous avons déjà indiqué que les chaudières à tubes de fumée sont d*un nettoyage intérieur difficile, et que les chaudières à tubes d^eau sont préférables, parce que les dépôts salins s'enlèvent plus facilement.

Facilité des réparations. — Les trois principales causes de réparations des chaudières, en dehors des défauts inapparents de la matière, qui sont indépendants du système, sont: i' les coups de feu; 2* les dilatations contrariées; Z* les oxydations.

1* — Dans tous les systèmes de chaudières, les coups de feu sont occasionnés soit par les manques d'eau plus ou moins complets, soit par Taccumulation de dépôts quelconques sur certaines parties des surfaces de chauffe. Les trois types paraissent également sujets aux coups de feu par les manques d'eau, qui résultent d'ordinaire de faits accidentels indépendants des chaudières, tels qua mauvais fonctionnement des pompes, obstruction des conduites d'alimentation, etc. — Quant aux accumulations de dépôts, les chaudières à tubes de fumée sont inférieures aux chaudières à tubes d*eau.

2* — Les dilatations contrariées sont une des principales causes de destruction des chaudières cylindriques, dont les diverses parties sont toujours chaufiTées inégalement. Les refroidissements brusques qui se produisent lors de l'ouverture des portes de foyer, par rentrée subite d'un grand volume d'air froid, occasionnent des contractions funestes à la conservation des coutures, et des tôles elles-mêmes qui se crevassent h la longue.

L'effet de ces dilatations contrariées n'est pas beaucoup moins nuisible à la plupart des systèmes tubulaires. Chaque fois qu'un certain nombre de tubes réunis en un faisceau, sont exposés au feu, il arrive forcément que ces divers tubes acquièrent des températures sensiblement différentes. Si tous ces tubes sont reliés par chacune de leurs extrémités à une même plaque ou à un même collecteur transversal, les tubes les plus chauffés exercent un effort de poussée sur les pièces auxquelles ils sont fixés, alors que les moins chauffés exercent, au contraire, un effort de traction. Ces efforts en sens inverses produisent né* cessairement des fuites en fatiguant la matière. — Cet inconvénient est commun aux chaudières des deux premiers types.

Dans les chaudières du troisième type, chacun des tubes composant un élé^ ment double n'est relié qu'à celui qui le précède et à celui qui le suit ; l'ensemble forme une spirale dont la dilatation est parfaitement libre. C'est un avantage considérable, car deux tubes de la môme fourche n'ont jamais de^ températures assez différentes pour fatiguer les joints.

3* — Dans toutes les chaudières, les points sur lesquels l'eau peut séjourner, se rongent promptement par suite de l'oxydation. Les parties situées sur les fonds du bâtiment et exposées à l'humidité constante de la cale, sont aussi très-sujettes à se corroder extérieurement.

Les chaudières du deuxième et du troisième type sont exemptes de ce dernier

U6 DESCUIPTION DES CHAUDIÈRES. — N« 61,

inconvénient, car les parties qui contiennent Teau no reposent pas sur le fond du bâtiment. De plus, pour les chaudières du troisième type en particulier, Tévaporatlon produite parla chaleur emmagasinée pendant la marche, dans les parois du foyer et dans Tenveloppe, achève Tassèchement complet des surfaces intérieures.

Au point de vue des réparations, les chaudières du troisième type ont un avantage marqué sur les autres, car la partie avariée se remplace toujours par une pièce neuve de rechange, opération qui ne présente aucune difficulté sérieuse.

Absence d'entraînements d'eaii. — Toutes les chaudières à grand réservoir d'eau, et notamment celles du premier type, sont sujettes à des entraînements plus ou moins considérables. Certaines dispositions de chaudières du deuxième type sont beaucoup moins sujettes à ce grave inconvénient.

Dans les chaudières du troisième type, Teau entraînée par la vapeur hors de la chaudière est toujours en très-petite quantité, à moins que Ton ne tienne volontairement un niveau très-élevé. Dans tous les cas, l'eau est arrêtée par répurateur ; mais cet appareil fonctionnerait naturellement tout aussi bien avec un type quelconque de chaudière. C'est un avantage pour les chaudières Bellevilhy qui en sont seules pourvues.

Rég^nlAPlté de marche. — La régularité de marche est obtenue, dans les deux premiers types, à Taide d'une masse d'eau plus ou moins considérable, tenue en réserve dans la capacité même de la chaudière. Cette masse d'eau est nécessaire : car outre les alternatives d'alimentation, les irrégularités du chauffage et surtout les décrassages occasionnent toujours des variations dépression plus ou moins considérables. Mais les avantages que peut procurer un grand réservoir d'eau, sont achetés au prix d'inconvénients sérieux : le poids de la chaudière est plus considérable -, la mise en pression est toujours lente ; enfin, en cas d'explosion, les dangers sont plus grands.

Ces inconvénients sont évités avec les chaudières du troisième type ; mais jusqu'à ces derniers temps, les variations de pression y étaient fréquentes et considérables, à cause des irrégularités de l'alimentai ion, de la nature même du fonctionnement de l'appareil, et aussi du travail des feux. Les dispositions adoptées dans le dernier type de ces chaudières (n* 6 h), corrigent tous ces défauts, et leur régime de marche est actuellement très-régulier, malgré leur faible volume d'eau.

Condasions. ~- En résumé la réalisation d'une bonne chaudière marine à haute pression, donnant une sécurité complète contre les explosions et une bonne utilisation de la chaleur, alliées à la régularité du fonctionnement et à la facilité pour les visites et les réparations, consiste dans la mise en pratique des deux conditions suivantes :

]• DûpOMÏtOR d'un générateur exeluiivement composé de iubeêt oyant leurs dilataliottê bien libres, et permeUani le facile accès de leurs surfaces faut intérieures qu^exté-

DESCRIPTION DES CHAUDIÈRES. — N» 61 j, 147

2* Emploi de dispositionê ou d'organes simples et d'un service facile, procurant la constance dam la chauffe et la réçularité dans r alimentation^ nécessitées par laJif^ senee de réserve d'eau.

La chaudière du type Bellevtlle^ modèle 1876, avec tous les organes dont il a été question au n^ 61«, est la seule qui réunisse complètement les conditions énoncées, et nous n'hésitons pas à la considérer comme le seul type applicable dans un avenir très-prochain, pour peu que les pressions soient portées à 8 ou 10 kilogrammes.

IV* 61(0 Réparateur des pertes d'eau douée. — La/f^. S, pi. VII, Fig. s. et dont la légende adjointe à cette planche donne une description détaillée, n. vn. représente une chaudière chauffée à la vapeur et remplissant les fonctions de réparateur des pertes d'eau douce. Ce réparateur a été employé avec les chau* dières Belleville.

Sur les tuyaux K, V, V et N se trouvent des robinets dont il faut réglerFouverture relative pour assurer le fonctionnement régulier et continu du réparateur. — La circulation de la vapeur réchauffante qui remplit la capacité D, est réglée par Touverture des robinets placés sur les tuyaux V et V. On laisse arrirer par le tuyau V une quantité de vapeur plus ou moins grande, suivant Tacti* vite que Ton veut donner au fonctionnement du réparateur ; puis Pouverture de la sortie par le tuyau V^ de l'eau provenant de la condensation, est réglée k Taide des indications d'un tube de niveau spécial placé à la base de la capacité D, pour que la vapeur que renferme cette capacité ne puisse jamais s'échapper au condenseur. — La tension de la vapeur dans le coffre H, qui se lit d'ailleurs sur un indicateur du vide, ne doit pas dépasser une atmosphère, pour que Tali* mentation par le tuyau N puisse se faire sans le secours d'une pompe. L'ouverture du robinet placé sur le tuyau K est réglée en conséquence. Enfin, l'ouverture de l'alimentation par le tuyau N doit être telle que le niveau se maintienne autant que possible au milieu du tube indicateur q,

11 importe de remarquer que, sUl est avantageux de vaporiser & une basse température Peau que renferment les tubes, à cause de la moins grande quantité de chaleur qui est alors nécessaire, il ne convient pas cependant de descendre notablement au-dessous de lOO^». Il faut en effet que la pression dans le coffre H soit toujours suffisante pour modérer les ébullitions qui résultent des variations de pression à la chaudière, et par suite de Taction vaporisatrice de la vapeur amenée dans la capacité D ; sans cela, ces ébullitions occasionnent des entraînements d'eau quelquefois considérables, et les pertes sont réparées avec de l'eau salée au lieu de l'être avec de Teau distillée. — Au surplus, les réparateurs dont il s'agit sont aujourd'hui abandonnés, et les pertes sont directement réparées par l'alimentation à l'eau de la mer, en affectant une chaudière à cette opération, et en maintenant le niveau assez élevé pour obtenir TextracUon par entraînement d'eau dans l'épuratcur.

148 J)ESCRIP1I0N DES ClIAUniÈKES. — N» 62,

H* sa. ^1. TAlas ftetaellemcat «a «uage pour l«i chmmêièrmm de l*£tot. TeaÈrmg^ des parois. — 2. Confection des ohendlères en lAle d'aoler. — S. CeaibnstlUes liquides. Foyers à pétrole. — 4. Appareils AumiTores. — 8. Tvbes mobiles : sy»tèmes divers. — 8. Dispositions réoenles ponr sédieurs et snrchaairears. — 7. Sifflets de signal. — 8. Botte à olapels ponr extraotien conlinne. — •. Honvelles épronvettes de salinomètres.

IW° 62^ Tôles actuellement en usaf^e pour les chaudières de l'État. — Depuis l'année 1870, les tôles employées à la confection des chaudières ont leur qualité, leur épaisseur et leurs dimensions réglées d'après les tableaux suivants, pages i50 et ibi.

Modifications apportées à la construction des chaudières réglementaires à faces planes. — Un nouveau plan des chaudières réglementaires à faces planes consacrant les modifications apportées jusqu^aiors, et introduisant quelques modifications nouvelles, a élé étudié à Indret et rendu réglementaire en juin 1870. Avant cette époque, les chaudières avaient reçu successivement les modifications suivantes : Les tirants sont tous en fer rond et leur écartement est fixé k 0*,102 (dépèche du 5 mars 1867). — L'emploi des tubes mobiles, système Langlois, est généralisé (dépêche du 16 juillet 1868). — Les portes des boîtes à fumée sont modifiées pour permettre la mise en place, sur les angles, des tubes Langlois (dépêche du 21 juin 1867). — Des portes de visite sont installées sur la façade, au bas de la lame d*eau qui est au-dessus des boites à fumée (dépêche du k octobre 1869.) — Les entretoises ^ écrous sont abandonnées, et remplacées par des entretoises taraudées et rivées pour les lames d'eau verticales, et par des boulons rivés, à douilles, pour les lames d'eau situées sous les cendriers (dépêche du 3 mars 1870). — Enfin, il a été adopté un nouveau système de grilles pour les chaudières basses (dépêche du 3 mars 1870).

La rivure des entretoises taraudées se fait à froid. Les deux tôles sont taraudées d'un seul coup, avec un taraud très-allongé, de manière que les filets des deux trous correspondent. L'entretoise étant taraudée cylindriquement, est coupée de longueur et saisie par une mâchoire à tourne-à-gauche, qui embrasse trois filets, soit 7 millimètres de hauteur, et que Ton serre au moyen d'une vis; les bavures étant abattues au bout opposé de l'entretoise, pour faciliter Ventrée, cette entretoise est mise en place et vissée jusqu'à ce que la mâchoire vienne porter sur la tôle. L'entretoise doit alors dépasser de 7 millimètres de l'autre bord. Quand toutes les entretoises d'une lame d'eau sont vissées, ou même quand toutes les entretoises d'une chaudière le sont, on commence le rivetage. En contre-tenant d'un côté avec une masse, on forme, au marteau, la rivure de l'antre côté ; les deux rivures sont d'abord formées, et sont ensuite achevées en même temps. La mise en place de toutes les enlretoises avant de commencer de river, fait éviter les grandes vibrations de la tôle et le rapprochement des deux faces de la lame d'eau. — Les entretoises du fond de cendrier portent une tête à six pans qui est placée en dessous*, les douilles interluédiaiies, consistant simplement en morceaux de tôle roulée, sont en deuxpar-

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lies pour faciliter Jeur introduction. La rivure se fait à chaud dans le cendrier, et sur un bout de 25"" qui a été laissé en excédant lorsque Tentretoise a été coupée de longueur.

Concurremment avec les tubes démontables Langlais, on emploie aussi les lubes Gantelme et les tubes ro«cer (n® 62^). A la suite de Taccident survenu aux ciels de foyer du Lagalisêonnière^ qui ont reçu un coup de feu occasionné par les dépôts graisseux, il a été décidé que pour faciliter le nettoyage des ciels, les deux rangées inférieures de chaque faisceau tubulaire comporteraient des tubes démontables. Cette mesure serait excellente si les trous à sel des façades permettaient Tintroduction des hommes chargés du nettoyage ; mais elles sont trop petites pour cela ; et c^est encore moins les tubes que la petitesse de ces oaTertares qui gène pour le nettoyage des ciels de foyer. On s'explique difficilement, d'ailleurs, que ces ciels que Ton réussissait à maintenir propres avec la condensation par mélange, soient plus difficiles à nettoyer avec un condenseur par surface ; car les dépôts graisseux s'enlèvent plus aisément que les incrustations de sulfate de chaux, à moins qu'on n'ait laissé prendre à ces dépôts graisseux une épaisseur considérable.

Les modifications apportées aux grilles du type bas sont les suivantes : les foyers avaient trois rangées de grilles de 0"',55 de longueur; ces trois rangées ont été remplacées par deux, mais les grilles ont une longueur de O'^fiS. On a par suite supprimé l'un des sommiers intermédiaires et ses galoches.

Les plans adoptées en juin 1870 consacrent les modifications suivantes : Modificalion» communes aux types haut et bas. — La partie arrondie du conduit de fumée est supprimée et remplacée par deux faces planes. Ce changement permet non-seulement de mettre des entretoises entre le ciel, la façade et les flancs de la chaudière d'une part, et les faces correspondantes du conduit de l'autre ; mais encore il rend la construction du conduit de fumée plus simple, et facilite la mise en place des patins pour les tirants. Cette modification qui avait déjà été adoptée pour les chaudières renforcées, est maintenant appliquée à tous les types.

— Les taquets placés pour soulager les chaudières ont été abaissés pour faciliter remploi des crics hydrauliques.

— Les côtés extrêmes de la boite à fumée ont été modifiés par une dimi-* Dution de la courbure des tôles qui forment le conduit de fumée. .

— Le nombre des entretoises a été augmenté dans les cendriers, dans la partie haute des façades, dans les flancs des foyers, dans les bottes à feu, dans les lames d'eau des boîtes à fumée, dans les fonds et dans les conduits de fumée.

— Les patins des tirants isolés, qui étaient placés sur les faces latérales, au-dessus des tubes, sont remplacés par des cornières qui forment le prolongement des armatures situées à la hauteur du faisceau tubulaire, et qui s'élèvent jusqu'au dôme de la chaudière. Par cette disposition, les faces latérales sont mieux consolidées.

— En raison de l'usure rapide des tôles des conduits de fumée, l'épaisseur de ces tôles a été portée à 12 millimètres.

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