DEW8ITÉ
TBIlPéRATt'RE
rlUnftammution.
i),Ho:>
Pétrole 0,802
Hiiil*' 0,882
brut.
+ 15* brute.
DESCRIPTIOiN DES CHAUDIÈRES. — N- 6% 165
M. H. SaifUe-Claire Deville, qui a étudié les huiles minérales avec le plus grand soin, a établi leurs caractères physiques et chimiques par des expériences d'une rigoureuse exactitude ; les analyses qu'il a faites d'un grand nombre d*huiles soit brutes, soit distillées, lui ont donné les résultats moyens suivants :
Î Carbone de 84 à 87 p. 100.
Hydrogène de 11 à 13 p. 100.
Oxygène de là 3 p. 100.
Densité à O» de 0,785 à 0,920.
Coefficient de dilatation de 0,00072 à 0,00087.
Pouvoir calorifique de 9.000'*» à 10.500^'».
Pouvoir vaporisateur pratique . de 13^» à lo^» d'eau.
Dans les huiles lourdes extraites de la houille, on rencontre, en outre, des traces de soufre et d'azote.
Lorsque le pétrole brut et l'essence sont logés dans des récipients fermés dont ils ne remphssent pas toute la capacité, il se produit avec le temps, un dégagement de vapeurs. Le mélange de ces dernières avec l'air atmosphérique contenu dans l'espace libre du récipient, donne lieu, lorsqu'il est mis en communication avec une flammèche, par l'ouverture, à une exploison assez énergique pour rompre le récipient si ce dernier est construit avec une matière fragile. Cette explosion se produit quelquefois dans les lampes d'éclairage, si l'on n'a pas le soin de les remplir complètement d'huile avant de les allumer. Les récipients que l'on vient de vider contiennent généralement, quelques minutes après, un mélange explosif qui provient de l'évaporation de la partie du liquide retenue par les parois du vase, et dont les vapeurs en se mélangeant avec l'air forment un mélange détonnant.
Des expériences faites en Pensyîvanie, pour mesurer le degré de volatilité des pétroles raffinés comparativement à leur point d'ébullition, ont donné pour des quantités égales de pétroles de diverses natures, placés dans une chambre à 16% les chiffres suivants :
Point d'ébullition au dessous de 100" évaporation 100,09 p. 100.
— de 100» à 120* — 44,00 —
— de 120» à 150« — 31,50 —
— de 250» à 350<» — 0^00 —
Ce qui indique que pendant le temps nécessaire pour qu'une quantité donnée de pétrole raffiné, bouillant à moins de 100% s'évapore entièrement, une même quantité de pétrole bouillant entre 120" et 160', par exemple, n'accuse qu'un déchet de 31,50 p. 100.
Depuis la découverte, dans l'Amérique du Nord, d'immenses gisements de pétrole, découverte dont la conséquence immédiate a été la généralisation de Péclairage économique au moyen des huiles minérales, on a cherché à substituer ces huiles au charbon pour le chauiTage des chaudières à vapeur. Les avantages que présente ce nouveau combustible sont les suivants :
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1» Un pouvoir calorifique Irèsélevé; par suite, comparativement à la houille, diminution de Tapprovisionnement au profit du fret, ou augmentation de la durée du trajet.
2* L'état liquide de l'huile minérale facilite l'embarquement et l'arrimage.
3" La suppression du travail fatiguant des chauffeurs, et par suite réduction <lu personnel ; suppression de l'ouverture périodique des foyers pour les recharger de combustible frais, et par suite diminution considérable des pertes de chaleur qui résultent de l'introduction d'un excès d'air. L'huile peut, en effet, être amenée automatiquement dans les foyers.
k* Absence presque complète de cendres, de mâchefers, de suie et même de la fumée. Ce qui est un grand avantage, tant au point de vue de la propreté et de l'économie, qu'au point de vue militaire.
b* Le feu peut être allumé et éteint avec une extrême rapidité.
Les principaux inconvénients inhérents à l'emploi des huiles de pétrole, sont les suivants :
l* Leur dilatabilité considérable peut avoir pour conséquence de faire éclater les récipients qui les contiennent, quand on n'a pas ménagé dans ces vases un espace vide suffisant.
2'' Les matières volatiles ou gazeuses que contiennent les pétroles, constituent un danger sérieux, car elles peuvent rendre explosible l'atmosphère dans laquelle elles se répandent.
3« L'excessive fluidité des huiles minérales leur permet de traverser facilement la plupart des substances qui servent à fabriquer les vases dans lesquels on les renferme, et il en résulte une perte sensible.
k* En raison du 3* ci-dessus, l'air des cales et cel»ii des chambres des machines est vicié, au grand détriment de la santé du personnel.
6» Le prix du pétrole brut est trop élevé comparativement à celui du charbon (8 fois ce dernier environ).
On ne doit se servir pour le chauffage des chaudières à vapeur, que d'huiles naturellement lourdes, ou rendues telles par une distillation des huiles légères à 140« au moins. On peut extraire des huiles ayant la densité nécessaire, des chistes bitumineux. Les résidus de la distillation dugoudron, de la fabrication du gaz d'éclairage et de celle du coke, fournissent aussi des huiles lourdes excellentes pour le but proposé. — Il faut tenir compte de la dilatation possible, et ménager le vide nécessaire dans les récipients. Pour ceux-ci, le système le plus convenable paraît être celui des doubles caisses en fer, à fermeture hermétique; la caisse intérieure contenant l'huile, est séparée de la seconde par un intervalle rempli d'eau. Ces. caisses doivent être logées dans des soutes revêtues de tôle, parfaitement isolées et suffisamment aérées. L'huile doit être amenée dans les foyers par des tuyaux à robinets, passant eux-mêmes dans d'autres tuyaux plus larges et remplis d'eau.
Foyers à, pétrole. — Dans les différentes tentatives qui ont été faites pour appliquer les huiles minérales au chauffage des chaudières, deux méthodes distinctes ont été employées. La première consiste à transformer d'abord l'huile en vapeurs, et à brûler ensuite les gaz provenant de cette opé-
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ration ; l'appareil de Dorsetten. Angleterre, ceux du colonel Foole, de M. Juîius Adams aux États-Unis, appartiennent à cette catégorie. Dans la deuxième méthode, on brûle directement le combustible à Tétat liquide dans les foyers des chaudières ; à ce type se rattachent les dispositifs de MM. Wife, Field etAydon, Linton, Richardson, en Angleterre; Bridge-Adam et Bidle^ en Amérique; Audoin^ Sainte-Claire Deville et Dupuy de Lôme^ en France. — Ce dernier procédé est préférable au premier, parce que la vaporisation préalable de l'huile complique le mécanisme, exige de grandes précautious, et n'est jamais exempte de périls. Nous ne nous occuperons par suite que des appareils destinés à brûler directement les huiles minérales.
Eêêai à Varsenalde Wooîwich, — Les premiers essais des Anglais ont été faits en 1864 à l'arsenal de Wooîwich, avec des huiles lourdes provenant de la distillation de houilles et de chistes bitumineux. Les barreaux de grille étaient remplacés par un vase de matière poreuse; Thuile des caisses d'approvisionnement s'introduisait dans le vase à travers ses pores, et venait brûler à sa surface. Cet appareil rudimen taire présentait un danger évident, car il suffisait d'une fissure dans la paroi du vase pour mettre le feu au réservoir d'huile et déterminer une explosion. La combustion était d'ailleurs difficile à régler, et il survenait des avaries fréquentes.
Dispositif Richardson, — Le système Richardson est surtout destiné aux machines marines; il est conçu dans le même ordre d'idées que le précédent et présente à peu près les mêmes inconvénients. 11 consiste à recouvrir la grille métallique du foyer de matières poreuses, telles que pierres ponces, charbons de bois, fragments de briques, etc. Au-dessous de cette grille est un espace dans lequel arrive le pétrole; ce dernier s'infiltre au travers de la couche poreuse pour venir brûler à sa partie supérieure. La grille est disposée de manière que l'air nécessaire à la combustion puisse arriver en dessous; au besoin, un jet de vapeur peut être lancé dans les flammes pour activer le tirage.
Dispositif Wife, Field et Aydon. — Ce système a été expérimenté à Wooîwich en 1867 ; le combustible liquide est injecté dans un foyer ordinaire au moyen de vapeur surchauffée ; l'air nécessaire à la combustion pénètre dans ce foyer par un grand nombre de petits trous percés dans la porte de la boîte à feu. Quoique supérieur aux précédents, ce procédé donne lieu à une perte de chaleur notable causée par une dépense directe de vapeur dans le foyer.
Dispositif Bridge-Adam, — Ce système a été appliqué aux chaudières de locomotive; il permet de régler la combustion à volonté. Un réservoir d'huile est placé soit sur la machine, soit sur le tender; une pompe mue par la machine comprime l'air contenu dans ce réservoir, au-dessus du pétrole. Deux tubes concentriques partent du haut du récipient ; le tube intérieur plonge jusqu'au fond; le tube extérieur s'arrête à la partie supérieure occupée par l'air; tous deux sont munis de robinets convenablement disposés. La pression due à la pompe foulante, envoie dans le foyer un jet d'huile entouré d'un filet circulaire d'air, et fournit ainsi à la fois le corps combustible et le corps comburant, dont on peut régler les proportions relatives, au moyen des robinets des tubes d'introduction. Le fond du foyer reste clos et est recouvert d'une couche de coke incandescent destiné à allumer l'huile.
Dispositif Bidle (de New-York). — Le foyer est entièrement fermé ; la sole en fonte pleine, légèrement relevée de Tavant à Tarrière, présente sur sa surface, (les rigoles destinées à permettre à Phuile de se répandre dans toutes les directions. Une pompe aspirante et foulante puise le combustible liquide dans des réservoirs en fer logés au fond de la cale, et Tarnène sous les chaudières par un tuyau qui traverse la sole sur Tavant du foyer, en faisant saillie sur cette sole. Autour de ce bout de tuyau est disposé un grillage métallique en forme de corbeille, dans laquelle on place de la houille ou du coke incandescent; l'huile arrivant par le tuyau tombe sur les charbons, s'y enflamme et se répand sur la sole. Des tuyères placées dans le bas du foyer, près du lieu où le pétrole entre en ignition, permettent d'introduire la quantité d'air nécessaire pour activer la combustion, qui s'opère avec une flamme allongée et sans laisser de résidu.
Dispositif Linton. — La grille est remplacée par une sole en fonte dans l'épaisseur de laquelle sont creusées des excavations en forme de calottes hémisphériques, conliguës les unes aux autres, au fond desquelles on. place des charbons allumés. L'huile arrivant par le haut des chaudières, s'écoule dans le bas sur de petites capsules qui la rejettent dans les calottes pleines de combustible incandescent où elle s'enflamme, l.'ne soupape adaptée au foyer donne issue aux vapeurs hydrocarburées qui pourraient se former en trop grande quantité.
Dispositif Audoin. — M. Audoin, ingénieur de la compagnie du gaz parisien, est le premier en France, qui ait fait servir les huiles minérales au chauffage des foyers industriels; ses recherches remontent à l'année lS6k, Sa méthode consiste à faire tomber l'huile en jets, commandés par des robinets, sur une sole en briques réfractaires remplaçant la grille métallique. A la porte du foyer est substituée une plaque en matière réfractaire, percée de trous qui laissent passer l'air destiné à la combustion, et devant lesquels l'huile vient brûler. — Avec cet appareil, M. Audoin a constaté que chaque kilogramme d'huile brûlée vaporise de 13 à 15 kilogrammes d'eau.
Dispositif Sainte-Claire-Devilie et Dupuy de Lôme. — C'est sur le Puebla qu'a été fait l'essai de ce dispositif. L'appareil de combustion appliqué à la chaudière du Puebl , est formé par une grille en fer disposée verticalement lans le foyer, dont la porte est condamnée et les grilles horizontales supprimées. L'intérieur de la boîte à feu est revêtu de briques réfractaires, formant voûte au-dessus d'une sole légèrement inclinée vers le fond, jusqu'au point où elle aboutit à un autel, également en briques réfractaires, occupant la demi-longueur des anciens barreaux de grille. L'huile employée provenait de la fabrication du gaz d'éclairage ; elle était très-lourde et sa densité atteignait IjO^i^. Elle était emmagasinée à Tarrière du bâtiment, à une hauteur suffisante pour que Técoulement ait lieu par la différence des niveaux.
La communication est établie avec le foyer au moyen d'un tuyau formant collecteur, muni d'un robinet placé au-dessus de la grille. Sur ce collecteur s'embranchent 13 petits robinets munis d'une tubulure verticale, déversant chacun un filet d'huile à chaque barreau vertical de la grille, le long duquel elle coule dans une rainure longitudinale pratiquée dans son épaisseur, et y
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brûle régulièrement avec une flamme vive et courte. Le robinet unique sert à modérer ou à arrêter le débit de Thuile; les 13 petits robinets règlent Técoulement des filets isolés. Quand la combustion est en pleine activité, Thuile descend à peine jusqu'à mi- longueur des barreaux. La flamme alimentée d'oxygène par le courant d'air qui passe entre leurs intervalles, développe une chaleur intense.
La porte du fourneau en tôle, ouvre sur criarnières et ferme par un verrou ; elle est inclinée de 30° environ, et percée de trous pour Tarrivée de Tair. Un ventilateur à bras injecte Tair nécessaire à la combustion jusqu'à ce que le tirage soit parfaitement établi; son action doit cesser seulement lorsqu'on peut lancer dans la cheminée un jet de vapeur. En marche, ce jet de vapeur provient de l'évacuation des cylindres; quand la machine est stoppée, il est pris directement à la chaudière. Cette disposition qui est nécessaire à cause de la petite hauteur de la cheminée du Puebîa, serait inutile sur un grand bâtiment. Bien que la chaudière n'eut pas été construite en vue du nouveau combustible employé et que Ton se fut contenté de modifier le fourneau, les résultats ont été très-satisfaisants, malgré la réduction de surface de chauffe occasionné par la voûte en briques réfractaires. La puissance développée a été de 65 chevaux de 75^» sur les pistons, avec une dépense de 1^«,47 d'huile par cheval et par heure. Aux essais antérieurs avec du charbon de très- bonne qualité, la puissance effective avait été de 63 chevaux avec une dépense de 2^»,25 de charbon par cheval et par heure, ce qui donne 0,66 pour rapport de la consommation de l'huile à celle de la houille.
Expériences au cfiemin de fer de VEii. — Une expérience tout aussi concluante a été faite en juillet 1868 sur une locomotive du chemin de fer de l'Est, pourvue d'un système de chauffage par les huiles minérales, analogue à celui qui avait été installé surlePtteWa, et imaginé par M. Sainie-Claire-Demlle, La voûte en briques réfractaires du foyer n'ayant pas résisté au feu fut supprimée; il en résulta que la fumivorité fut obtenue plus difficilement. L'épaisseur de la grille et l'inclinaison de la paroi postérieure ont été calculées de manière qu'en faisant couler le combustible liquide dans les rainures longitudinales pratiquées dans l'épaisseur des barreaux, il brûle entièrement et en quantité d'autant plus considérable que le chemin qu'il doit parcourir est plus long, et cela ayant d'atteindre la sole du foyer.
La distribution de l'huile s'effectue par un gros tube en bronze placé audessus de la porte du foyer, et muni sur sa génératrice inférieure, de 20 trous prolongés par des tubes aboutissant à autant de rainures de la grille. Un deuxième tube emmanché à frottement doux dans le premier, et portant un nombre égal de trous, fait l'office d'un robinet que le mécanicien manœuvre pour augmenter ou diminuer la quantité d'huile dépensée. — Sur un parcours de 1169 kilomètres, en service régulier, la consommation s'est élevé à 6*» d'huile par kilomètre, tandis que celle du coke était de 9''>,20. La consommation de l'huile n'était donc que les 0,65 en poids de celle du coke.
Les épreuves précédentes, qui ont été faites sur une locomotive de petites dimensions, ont été répétées sur une machine plus puissante. Le foyer fut clos par une sole et trois murs verticaux en briques; en travers du foyer, on plaça
un bouilleur incliné, destiné à allonger le parcours des gaz et à augmenter la surface de chauffe. Sur un parcours de 1^33 kilomètres, la consommation d'huile n*a été que de 5^' en pleine marche. Le poids d^eau vaporisée a été de lO^^OO par kilog. d'huile, tandis que le kilogramme de briquettes de bonne qualité ne vaporise que 7^,90 d'eau. Le rapport des deux poids d'eau vaporisée est de 1,38.
Conclosions sur l'emploi des haUes minérales an chauffage des eliaudièpes à, vapeur. — En résumé, les essais dont nous venons de parler, et surtout les derniers, montrent que sous le rapport technologique, le problème difficile de l'emploi des hydrocarbures liquides au chauffage des chaudières à vapeur, peut être considéré comme résolu. Mais ici se pose la question commerciale, dont la solution soulève des difficultés bien plus ardues que celles qu'il a fallu vaincre pour inventer un mécanisme permettant de brûler, commodément et avec sécurité, les huiles minérales dans les foyers industriels. En effet, pour que le nouveau combustible puisse s'imposer à l'industrie, il faut que son prix de revient, en tenant compte de son pouvoir calorifique, ne soit pas plus élevé que celui de la houille; il faut encore et surtout, que sa production soit assez abondante pour fournir aux besoins de la consommation.
En Europe, les huiles lourdes provenant de la fabrication du gaz d'éclairage, celles que l'on pourrait extraire soit des chistes bitumineux, soit des sources indigènes de pétrole, ne peuvent pas être fabriquées en quantités assez considérables, ni à des prix assez bas pour entrer en lutte avec la houille.
— Les conditions sont autres en Amérique ; là, où il existe des gîtes intarissables de pétrole, l'huile ne coûte que 6 à 7 francs les 100 kilog. Aussi est-ce aux États-Unis qu'ont eu lieu les tentatives les plus nombreuses, puur arriver à construire des foyers propres à être alimentés avec l'huile minérale, et que, depuis assez longtemps, beaucoup de machines fixes servant, soit à pomper l'huile, soit à percer de nouveaux puits, font usage du nouveau combustible ; il est aussi employé au chauffage des locomotives et des fours de boulanger; il fait fonctionner de puissantes pompes d'incendie, et quelques navires à vapeur naviguent avec des chaudières où il remplace la houille.
Mais en Europe, le pétrole américain est vendu de 30 à 35 francs les 100 kilogrammes d'huile brute ; et son prix est encore augmenté par suite de la distillation nécessaire à l'élimination des éléments inflammables à cette température.
Par suite, au point de vue commercial, le chaufîage au pétrole des chaudières marines, n'est pas actuellement praticable en Europe.
La navigation ne pourra bénéficier des avantages que présente ce mode do chaufTage, que lorsque la découverte de nouveaux gisements d'huile minérale naturelle, aura accru dans de vastes proportions la quantité si minime que fournit l'ancien monde, ou que la science aura trouvé moyen de produire économiquement et en masse, les huiles lourdes résultant de la fabrication du gaz d'éclairage, de la distillation du goudron et de celle des chistes bitumineux.
rV» SHt^ Appareils ftiinivores. — Le problème à résoudre dans un foyer est de déterminer la combustion complète du charbon, c'est-à-dire sa transformation en vapeur d'eau et en acide carbonique, sans introduire un excès d'air qui refroidit le foyer.
Le charbon en poussière et non brûlé, qui provient de la décomposition des hydrocarbures, se délaie dans les produits de la combustion et les colore en noir plus ou moins foncé, ce qui constitue la fumée. La fumée accuse par suite une combustion imparfaite; toutefois les particules noires qui s'échappent par la cheminée, ne représentent qu'une portion extrêmement faible du poids de la houille brûlée, et ne peuvent causer, par suite, qu'une perte à peu près insensible. Mais lorsqu'il y a de la fumée, la poussière de charbon se dépose sur les tubes et les courants de flamme, les encrasse et nuit à la transmission rapide du calorique. — A bord, la fumée a encore l'inconvénient de salir le pont, et celui non moins grave, en temps de guerre, de signaler la présence du bâtiments aux navires ennemis. A terre, la suppression de la fumée est une question de salubrité et de propreté.
Brûler la fumée, c'est opérer après coup la combustion du charbon en poussière qui provient des hydrocarbures. Cette opération est presque toujours très-difûcile à effectuer; elle exige l'introduction dans les courants de flamme, d'une nouvelle quantité d'air qui a pour premier effet d'abaisser la température de la combustion. Ce qu'il y a de mieux à faire, c'est d'empêcher, dans le foyer môme, la production de la fumée. Pour atteindre ce résultat, il faut décomposer les hydrocarbures au moment môme où ils se dégagent du charbon, et leur fournir une quantité d'oxygène suffisante pour déterminer leur combustion. Comme l'oxygène est pris dans l'air et, par conséquent, mélangé avec de l'azote, ce dernier gaz ainsi que l'acide carbonique et la vapeur d'eau provenant de la combustion sur la grille, forment comme une gaine autour des éléments d'oxygène et des éléments combustibles qui parcourent les courants de flamme, et les empêchent d'être en contact et de se combiner, d'autant plus que tous ces corps ont des vitesses parallèles. On est alors tenté d'introduire une trop grande quantité d'air en excès; mais il est mieux de détruire le parallélisme de marche des gaz, en déterminant, dans les produits de la combustion, des remous à la faveur desquels l'oxygène que ces produits contiennent est utilisé. Tous les appareils fumivores qui ont donné quelques résultats pratiques réalisent plus ou moins bien cette condition.
Dans les foyers ordinaires, l'alimentation est intermittente ; or chaque opération de charge e.st suivie d'une production de fumée noire plus ou moins épaisse. Cette fumée est surtout abondante lorsque le foyer, au moment de la nouvelle charge, contient encore beaucoup de combustible qui n'est pas passé à l'état de coke ; cela résulte de ce que la houille nouvelle vient recouvrir les gaz très-carburés, qui auparavant se dégageaient librement, et les refroidit assez pour les empêcher de brûler d'une manière complète. D'autre part, les parties inférieures du combustible frais, brusquement chauffées et mises en dilatation avant les parties supérieures, produisent aussi le môme phénomène. Pendant le temps de la charge, les hydrocarbures qui se dégagent et se décomposent, ne brûlent pas parce que la température n'est pas suffisamment élevée, le foyer
étant refroidi par Ténorme quantité d'air qui passe par la porte. Un peu après, l'oxygène fait défaut, parce que la couche de charbon est relativement trop forte. Finalement, à moins d'employer du coke, il y a toujours production de fumée dans un foyer ordinaire, pendant le temps de la charge et pendant un certain temps après que cette charge est terminée. — Pour éviter ces inconvénients, on a imaginé un grand nombre de dispositifs, dont voici les principaux :
Foyers fùmlvores avec gprillefi fixes. — Grille de Uolzliausen. —
Cette disposition n'est qu'une modification assez simple des grilles ordinaires. Sur la partie supérieure des barreaux sont creusées des rainures transversalement, d'une profondeur égale à l'épaisseur du barreau; et lorsque tous ces barreaux sont en place, la surface de la grille paraît aussi découpée dans le sens transversal que dans le sens longitudinal. Cette disposition a pour but de ne faire reposer les morceaux de houille que sur une faible partie de leur surface et d'augmenter par suite l'étendue de la partie en contact avec l'air. Comme fumivorité, l'efficacité de ce système de grille est très-faible.
Grilles à gradins. — Ce genre de grille est spécialement propre à brûler les menus. Les barreaux, au nombre de six ou septjrangées superposées, sont supportés par deux points d'appui en fer rond pour chaque rangée. La longueur de ces barreaux est habituellement la moitié de celle de la grille. Les rangées étant superposées, avec un intervalle entre chacune d'elles, chaque rangée est en retrait sur l'avant par rapport à la rangée précédente inférieure, de telle sorte que les extrémités des barreaux sont sur un plan incliné. Tout-à-fait dans le fond se trouve une rangée horizontale de barreaux de grille. Le foyer est fermé en dessus par une trémie dans laquelle on met le charbon. Celui-ci descend par son propre poids et s'étale sur toute la longueur du plan incliné que forment les extrémités des barreaux de grille. La charge s'effectue ainsi sans ouverture de porte de foyer ; le charbon qui vient sur la grille s'échauffe graduellement et les hydrocarbures brûlent dans de très-bonnes conditions. — Les barreaux de grille s'enlèvent facilement pour le nettoyage, et une porte latérale pratiquée vers le bas sert à l'enlèvement des cendres.
Ce système de grille donne de bons résultats avec les chaudières fixes à foyer extérieur, mais elle est d'une application presque impossible dans les foyers de nos chaudières. Elle se prête d'ailleurs très-mal à l'emploi des houilles collantes, car en piquant le feu par l'intervalle des barreaux, on engage rapidement la partie inférieure de la grille.
Grilles étagées de Lang. — Ce système ressemble au précédent ; il comporte seulement trois rangées de grilles horizontales, superposées et en retrait sur l'avant; les deux rangées du haut sont prolongées par un talon incliné qui descend jusqu'à une petite distance de la rangée inférieure. Chaque talon forme un plan incliné de 28" à 30% dont le prolongement dépasse trèspeu le bout avant de la grille inférieure. Le fond du foyer est formé par une petite grille horizontale.
La charge s'effectue par les deux intervalles compris entre les rangées et par
le dessus de la rangée supérieure. Cette dernière ouverture est d*ailleurs rétrécie à la naissance de la grille, par un écran fixé à la chaudière. Par cette disposition de la charge, le charbon s'étale en plan incliné sur la grille, et le charbon frais se trouve toujours recouvert d'une couche de coke incandescent. Les hydrocarbures se dégagent par suite lentement et peuvent être brûlés.
Les scories descendent peu k peu sur la grille du fond, d'où on les extrait, comme à l'ordinaire, par une petite porte verticale placée au-dessous de la première rangée de grilles, et qui est elle-même percée en grille pour l'introduction de l'air. — Le genre de grille qui nous occupe a donné de très-bons résultats; il est applicable à nos foyers intérieurs à la condition de leur donner plus de hauteur qu'ils n'en ont habituellement.
Grille» mobiles. — - Nous ne citerons que pour mémoire les grilles Jucher^ importées en France par Tailfer^ formées de barreaux montés comme une chaîne sans fin, et animés d'un mouvement de translation qui leur est donné par la machine. -— Le charbon est distribué par une trémie placée à Tavant el au-dessus de l'entrée du foyer. — La grande difficulté de l'emploi de ces grilles, consiste dans la presque impossibilité de régler convenablement la vitesse pour que le fond de la grille ne soit ni engorgée ni découverte. Il y a d'ailleurs une complication de mécanisme incompatible avec une bonne installation à bord. — Il en est de même des grilles J, Clay, Samuel Hall, Bessemer, etc., dont les barreaux peuvent tourner sur leur axe, mais sans changer de place. Ce mouvement pouvant être produit de temps à autre à la main, ou bien étant alternatif continu, et provenant de la machine même. Ces diverses dispositions présentent l'avantage de briser le mâchefer, de débarrasser le charbon des cendres et, par suite, de rétablir k chaque instant les passages de l'air.
Appareil fumiTore par ii\jeetion d'air supplémentaire. —
Dans nos foyers ordinaires, il y a déjà des injections d'air supplémentaire qui se produisent par la porte du fourneau, qui est percée à cet effet, et par des trous ménagés derrière l'autel. Voici dans cet ordre d'idées quelques dispositifs particuliers.
Appareil de Gardner. — Cet appareil consiste d'abord en une injection considérable d'air par l'autel. Ce dernier, au lieu d'être en maçonnerie comme à l'ordinaire, est une masse de fonte percée obliquement, et un peu en retour par rapport à la grille, d'un très-grand nombre de petits canaux dans lesquels l'air circule. Cette masse de fonte s'échauffe au contact de la flamme et porte, par suite, l'air qui la traverse à une haute température avant qu'il soit utilisé pour la combustion. On évite ainsi le refroidissement qu'occasionne l'arrivée de l'air froid dans les foyers ordinaires. — Un écran oblique, descendant du ciel du foyer, oblige les produits de la combustion à s'infléchir et à former remous autour de Tinjecteur d'air, de manière à mettre en contact les parties combustibles avec l'oxygène. Ce système peut donner de bons résultats-, mais l'écran, ainsi que les tubes d'injection d'air sont vite brûlés.
Il existe bien d'autres systèmes d'appareil fumivores à double injection d*air, tels que ceux deWeber, Hoskings^ Gilhertson, eic,\ mais qui n'ont rien de pratique comme application à la marine.
Appareils fùmHrores mécaniques. ^ Dans ce genre d'appareils, on a pour but de déterminer, soit par une injection de vapeur, soit par l'injection d'un mélange d'air et de vapeur dans la flamme du foyer, des remous qui favorisent la combustion des hydrocarbures. Fig. 9, Appareil fumivore Thierry, — Cet appareil est représenté par la fig. 9, PI. VII. P^' ^'^* ^^ légende adjointe à cette planche en donne une description détaillée. L'appareil fumivore Thierry agit mécaniquement sur les produits de la combustion. Les jets de vapeur projetés dans le sein de la masse gazeuse, déterminent des remous à la faveur desquels les éléments combustibles de cette masse sont mis en contact avec Toxygène de l'air, et sont par suile brûlés. Il importe de remarquer que la vapeur projetée par l'appareil est toujours à une température inférieure à celle du foyer, et tend par suite à produire un abaissement de cette température. La quantité de chaleur absorbée par la vapeur sèche n^est pas considérable; mais il en serait autrement si la vapeur était humide, à cause de la vaporisation de l'eau contenue dans cette vapeur. Dans ce dernier cas, l'action de l'appareil Thierry pourrait être plus nuisible qu'utile, à cause de l'abaissement de la température de la masse gazeuse q\n s'échappe du charbon. Il ne faut donc employer que de la vapeur sèche, ou même légèrement surchauffée.
En pratique, l'appareil fumivore Thierry ne procure pas d'économies sensibles, parce que le bénéfice résultant d'une meilleure combustion des gaz du charbon, est absorbé par la dépense de vapeur que nécessite le fonctionnement de l'appareil. Il n'en reste pas moins un grand avantage; celui d'être débarrassé de la fumée. Ajoutons que l'appareil fumivore active le tirage, ce qui permet de brûler une plus grande quantité de charbon sur un foyer donné, et par suite de faire développer à ce foyer une plus grande puissance.
On remarquera que les filets de vapeur projetés par l'appareil fumivore qui nous occupe, sont orientés de façon à ce qu'aucun d'eux ne vienne battre directement sur la couche incandescente du charbon. S'il en était autrement, la vapeur surchauffée ou même sèche pourrait être décomposée au contact du coke incandescent. Cette décomposition nécessiterait la dépense d'une quantité de chaleur précisément égale à celle que produirait la combustion de l'hydrogène devenu libre; il en résulterait un abaissement de la température de la partie de la couche de charbon frappée par la vapeur, et par suite une mauvaise combustion sur cette partie. Lors même que l'hydrogène devenu libre serait de nouveau complètement brûlé, il ne résulterait aucun bénéfice de cette opération, qui ne peut, par suite, que présenter des inconvénients.
Appareils fumivores de Turck et de Courbebaisse, — M. Turck, ingénieur des chemins de fer de l'Ouest, a fait de l'appareil fumivore qui nous occupe un véritable giffard projetant de l'air dans la masse gazeuse qui sort de la couche du charbon. La vapeur s'échappe d'une série de petites buses coniques
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dont chacune est entourée par une buse plus grande communiquant par sa base avec Tair atmosphérique, qui est entraîné par le courant de vapeur. Le mélange des deux gaz est projeté dans le foyer. — Cette disposition a Tavantage d^amener au sein de la masse gazeuse Poxygène nécessaire à la combustion, et permet de maintenir sur la grille une couche plus élevée de charbon. — L'appareil de M. Courbehaisse fonctionne dans les mêmes conditions.
Conclusion sur Femploi des appareils ftimivores. Économie qui en résulte. — Les appareils fumivores, c'est-à-dire ceux qui ont pour but de brûler la fumée quand elle est produite, sont tous des appareils plus ou moins compliqués, sujets à détérioration, et ne donnant que peu ou point d'économie. Gomme nous Tavons déjà dit, il faut prévenir la formation de la fumée par une bonne disposition du foyer, et surtout par une conduite intelligente des feux. — Le peu d'économie qui résulte de l'emploi des appareils fumivores, a d'abord pour cause la faible proportion de charbon en poussière qui colore les produits de la combustion; en second lieu, la chaleur absorbée par Tair froid que l'on introduit en excès pour brûler ce charbon ; et enfin, pour les appareils Thierry, Turck et leurs similaires, la dépense de vapeur nécessaire au fonctionnement du fumivore. Des expériences nombreuses faites à ce sujet ont donné des résultats concluants.
La fumivorité est pour l'industrie une question de salubrité et de propreté plutôt qu'une question d'économie -, pour la marine, outre la question de propreté, il y a l'intérêt de dérober sa marche à l'ennemi. Ce résultat peut être obtenu au moyen d'un jet de vapeur dans la cheminée. C'est ce que démontre le fonctionnement journalier de nos canots, qui n'ont pas d'autre appareil fumivore.
N** SHt^ Tubes mobiles t systèmes divers. — Les tubes démontables pour chaudière ont été imaginés pour faciliter le nettoyage; les tubes étant enlevés peuvent, en eflfet, être complètement débarrassés du sel qui les recouvre, et, d'autre part, le faisceau tubulaire n'étant plus en place, les ciels de foyer et les lames d'eau sont plus accessibles. Les tubes démontables des trois premiers systèmes que nous allons exposer sont rendus réglementaires; toutefois, on n'en garnit jamais complètement les chaudières ; on se contente de les employer pour les deux rangées inférieures, et on en intercale dans les faisceaux tubulaires pour que ces tubes étant enlevés, le nettoyage des autres soit plus facile.
Cette restriction tient sans doute à la crainte que les tubes amovibles ne soutiennent pas suffisamment les plaques de tète. Cependant, il est acquis aujourd'hui que la tenue des plaques de tête ne repose pas sur la résistance des rivures, mais bien sur le coinçage des tubes
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