VAPEUR

, Le plateau forgé avec l'arbre porle une goupille verticale q«i s'engage dans un Irou de la sphère, altn d'entraîner celle-ci dans le mouvement de rotation de l'arbre.

Qoand la sphère monte et descend par suite du mouvement des boules, cette goupille peut glisser dans l'ouverture

On conçoit aisément que le ré lateur ainsi construit peut don le degré d'isochronisme qu'on

Son nom de régulateur Cosù

qui pourrait d'ailleurs s'appliquer à tous les isochrones, vient de ce que le travail de la force centrifuge reste proportionnel au cosinus de l'écart.

Cet appareil est très sensible ; aussi n'agil-il sur la détente que par l'intermédiaire d'un appareil destiné à modérer la rapidité de ses mouvemenls et qu'on appelle la cataracte.

Cataractes. — Les calaractes agissent comme des sortes de freins destinés à tempérer les mouvemenls du régulateur. On les fait à air comprimé ou à liquide. Le liquide employé peut être l'huile, la glycérine, etc.

La (Igure U9 représente une cataraele àair. Le levier, mft par le manchon du régulateur, agit en D sur le pislon P sans

garniLure qui se meul dans le cylindre C parfailemnnt alésv. Des Irous perforant le piston sont fermas par des vis V Tendues dans la. longueur, afln d'ofTrir à l'air un très faible passage. On conçoit que ce laminage de l'air au moment où te produisent les mouvements du pisloii puisse causer une gâne importante aux mouvements du régulnteui' et diminuer ainsi leur importance.

La cataracte à huile {fig. 120) donne un résultat plus énergique et un Tonctionnement plus régulier. I.e cylindre et le piston de l'appareil sont en bronze. Le piston porte deux ouvertures A et B, la première fermée par une soupape ramenée sur son siège par un ressort de rappel, la deuxième réglée par un petit tiroir maintenu par une vis. Ce tiroir règle le passage de l'huile de la partie inférieure vers la partie supérieure.

Quand le piston monte, le mouvement peut, sans inconvénient, être rapide, car le régulateur tend à ralentir la vitesse. L'huile pusse alors de la partie supé- " rieure à la partie infé-

Quand le piston baisse, l'action est fort atténuée par le passage plus ou moins grand de l'huile à travers le tiroir réglé. Pour augmenter encore cet effet de ralentissement, un ressort à. boudin est lixé, d'une pjut, & la partie supérieure du cylindre par l'intermédiaire d'un écrou réglable, et, d'autre part, à sa partie inférieure, à unr tige creuse dans laquelle peut coulisser la tige llxée nu cylindre de la cataracte. La tension du ressort peut être

OHtiàM^S DE LA MACHl.Nt: A VAPËCR <89

réglée facilement. On est donc maître de diriger le fonctionnement de l'appareil.

Tous ces régulateui-s agissent, en délinitive, plus ou moins directement sur la valve d'admission de vapeur ou sur la déteute. On a vu <]ue la conslance do la vitesse angulaire et l'équilibre constant de l'appareil n'étaient obtenus que par les régulateurs isochrones. Si le régulateur employé n'est pas isochrone, on peut cependant obtenir un fonctionnement convenable en rendant celui-ci indépendant de la valve d'admission el en faisant commander celle-ci par un appareil spécial empruntaut sou mouvement à la machine même. Cet appareil sera seulement mis en marche par le régulateur quand la vitesse s'écartera de la vitesse de régime. C'est le but du compensateur Denis.

Compensateur Denis. — La tige T (fig. 121), capable de monter ou de descendre sous l'impulsion du régulateur, est terminée à sa base par un petit manchon ou toc F en forme de croix. Cette tige pénètre dans un cylindre creux ce en deux parties formant les moyeux de deux engrenages coniques homontauxE, E', constamment en prise avec le pignon P mû par la roue d'angle extérieure B empruntant son mouvement à la machine. Les deux roues E, E' tournentdoacensens inverse.

Chacune des parties C et C du cylindre creux est munie de nervures verticales N s'arrêlant à une certaine distance du plan de séparation des deux

engrenages, précisément à *■'"■ "'■ — Compenutem iieni». l'emplacement normal du toc

F (sur la figure, les nervures du cylindre C sont cachées derrière la lige T), Si, par suite du mouvement du régulateur.

la Uge T s'abaisse entraînant son toc, celui-ci, si le déplacement est suffisamment prolongé, vient en prise avec les nervures N qui tournent avec Tengrenage E'; la tige T, maintenue par le régulateur, se met donc à tourner, et la vis sans fln V qu'elle porte provoque, en se vissant en lui, la montée ou la descente du manchon-curseur M, qui agit siir la détente ou sur la valve pour ramener la machine à la vitesse de régime. Le régulateur ayant repris la vitesse normale, la tige T redescend ; le levier de commande maintenant alors le manchon M, la vis sans fin V se visse en sens inverse et le toc F reprend la position intermédiaire. Si la tige T s'élève au lieu de s'abaisser, le mouvement inverse se produit; c'est dans le sens de l'engrenage E que se fait le mouvement, et le toc engrène avec les nervures du cylindre creux supérieur.

On voit donc que, le pendule n'étant d'ailleurs nullement isochrone, l'action sur la détente et sur la valve n'est produite que pendant la période de variation. Dès que la vitesse varie, la détente est modifiée par l'intermédiaire du toc, des

nervures et du manchon M ; la vitesse étant redevenue normale, le régulateur se replace dans sa position d'équilibre, et l'action qui s'exerçait sur la détente cesse aussitôt. On a de plus l'avantage d'emprunter à la machine la force nécessaire à la manœuvre des appareils de détente, au lieu de la demander à la force centrifuge, souvent insuffisante.

La figure 122 représente l'ensemble de

FiG. 122. — RégaUteur Porter avec compensateur Denii.

l'appareil appliqué à un modérateur Porter.

P est le papillon d'admission, et L le levier de commande mû par le manchon M ^t la vis sans fin V. On voit en T la

ORGANES DE LA MACHINE A VAPEUR 191

transmission au compensateur, d'une part, et au régulateur,

de Tautre.

En résumé, avec ce système, le régulateur est indépendant du mécanisme qui agit sur la détente et n'influe sur lui qu'au moment utile. Il reprend ensuite sa place primitive en laissant le mécanisme dans sa nouvelle position.

Régulateurs à force centrifuge et à ressort (fig, 123). — On a cherché à obtenir Tisochronisrae des régulateurs en combinant les actions de la force centrifuge et des ressorts. Tel est le régulateur Foucault. Le point F est fixe et le manchon M est mobile. C'est ^^^

donc rinverse du gouverneur de Watt.

Le point S d'articulation est le milieu /

de MB. Dans ces conditions, la boîile B A

reste sur l'horizontale BF. La pesan- / \'

teur a donc une action nulle. Le res- ^ÇjmmisajsjosasJistSL^

sort BP, attaché au point fixé'P, a pour '

longueur normale FP, et peut s'allonger de BF ; il est calculé pour équili- fio. 123. brer à chaque instant la force centrifuge. Il y aura donc toujours équilibre et la vitesse restera constante. L'isochronisme sera réalisé.

Il existe encore diverses dispositions remarquables de régulateurs à ressorts, que le cadre étroit de cet ouvrage ne permet pas de décrire.

Poulie régulatrice système Armington. — La commande des régulateurs ordinaires se fait toujours par engrenage pour éviter les dangers de glissement des courroies. Dès que la vitesse dépasse 150 tours, cette transmission devient défectueuse. Pour la commande, des machines à grande vitesse, on préfère alors installer les masses soumises à la force centrifuge sur l'arbre moteur môme, et on les loge ordinairement dans le volant. On peut disposer ainsi de masses considérables sous un petit volume, et, par suite, l'action régularisatrice peut être très puissante. L'emplacement même de l'appareil écarte tout danger.

La figure 12i représente la poulie régulatrice système Armington et Sims.

Les deux masses MM', articulées en A et A' sur les bras de la poulie-volant, peuvent s'écarter, sous l'influence de la force centrifuge, de l'arbre moteur X, vers lequel elles se rapprochent au repos. Leur course est limitée par les butées T, T', fixées à deux autres bras du volant et garnies de caoutchouc.

Fie. 1*24. — RéguUtear Armington et Sims.

Ces masses sont reliées par des bielles doubles B, B' attachées, au tiers de leur longueur, à la transmission qui doit agir sur la détente. Dans le cas présent, les masses pesantes agissent, par l'intermédiaire d'un manchon N fou sur l'arbre X, sur l'excentrique qui commande la distribution. Ce manchon pourrait évidemment agir aussi bien sur une valve, de distribution ou tout autre appareil.

Les masses pesantes sont reliées, d'autre part, par les bielles K, K' à deux ressorts à boudin R, R' travaillant à la compression et modérant les effets de la force centrifuge.

DR LA MACIMNE A VAPRL'K

Régulateur LariviêTC à air raréfie. — On urniployédes régulateurs basés sur d'autres principes que celui de ta force centrifuge. Tel est le régulateur Larivière {fiy. 123). Cet appareil se compose d'un cylindre C, dans lequel peut se mouvoir un piston P, asseï lourd, dont la tige est terminée par une boule en cuivre B. L'air arrive par l'orilice a et s'échuppe par Tori- Dce D, qui est mis en communication avec une pompe aspirante, mue directement parla machine ù vapeur, par l'intermédiaire d'une bielle attachée en F.

Cette pfimpe aspire à l'aller el au retour l'air du récipient C par les soupapes S, S'. L'air s'échappe chaque fois dans l'atmosphère par les soupapes S'. Le degré de vide qui existera dans l'intérieur du cylindre C sera évidemment proportionnel à la vitesse de la pompe pneumatique, c'est-à-dire à

celle du moteur. D'autre part, la quantité d'air reotraiil en a varie peu avec la preasioii intérieure. Si la vitesse de la machine [et, par suile, celte de la pompe] s'accélère, par exemple, il sortira plus d'air por le tube D qu'il n'en rentrera en a ; le piston P montera, par suite de la dépression ainsi provoquée, et fermera les orillces d'admission. Les choses se passeront inversement, s'il s'agit M d'une diminution de vitesse.

La sensibilité de l'appareil est réglée par ^ la diminution de l'ouvcrLure a du sifUet

d'entrée, qui permet à l'air de rentrer plus ou moins rapidement, etde rétablir la pression intérieure. A cetefTet {fig. 126), un petit tiroir T peut ouvrir ou fermer l'orifice en se Fio. 126. déplaçant le long de la vis V qui est fixe et

dont il forme l'écrou, La manœuvre de celte dernière se fait au moyen d'un petit volant M calé sur la vis. Le réglage de la sensibilité de cet appareil peut donc être effectué en cours de marche, ce qui ne peut avoir lieu avec le modérateur de Watt. Le réglage de sensibilité de celui-ci ne peut efTectivemenl se faire qu'après démontage.

D'autres appareils analogues ont été établis pour fonction' ner par l'air comprimé.

Mode d'action des règtdaleurs. — Les régulateurs peuvent agir;

1° En modifiant la pression de la vapeur;

2° En modifiant la quantité de vapeur admise, et par suite la détente.

Quel est le meilleur de ces deux modes d'action? Pour le savoir, on considérera le diagramme normal abede [fig. 127), danslequel la pression d'admission est représentée paro6 ^p„. A celle pression, la valve d'admission doit être ouverte en grand, car on emploie comme pression d'admission celle lie la chaudière. S'il s'agit tïawjmenter le travail, le rég»ilatfur ne pourra pour cela agir sur la valve, puisque celleci donne déjù sn pression maxima. Il faudra nécessairemenl agir sur la délente, en la iliminuanl et augmentant par suite l'admission, ce qui augmentera le travail.

ORGANES DE LA MACHINE A VAPEUR

S'il s*agit de diminuer le travail, on peut agir soit sur la valve, en diminuant la pression par suite du rétrécissement de la section, soit sur la détente, que Ton augmente en diminuant radmission.

Si Ton agit sur la valve, la pression p^ == ob devient p^' z=i ob' Le volume d'admission reste constant, la détente étant la même. Le diagramme devient ab'cd'e. Le travail est diminué, mais le volume de vapeur dépensé est le même. Prolongeons d'c en f. Pour le même poids de vapeur dépensé, si on avait agi sur la détente, on aurait eu le diagramme bfd'ea, tandis qu'on a le diagramme ab'cd'e en agissant sur le papillon. Pour tous les points de Thyperbole adiabatique, en effet, les poids de vapeur sont égaux.

Donc il y a intérêt à agir sur la détente ; on diminuera donc le travail en réalisant une courbe adiabatique c'^rf'^ obtenue en diminuant la détonte. Cette courbe déterminera un diagramme abc'^d^e équivalant à ab'c'd'e, et la quantité de vapeur dépensée sera moindre.

On verra, en étudiant les appareils de détente, de quelles façons on dispose les mécanismes d'action du régulateur.

Le résultat précédent est bien conforme aux principes de thermodynamique; l'action sur la détente réalise, en effet, le fonctionnement économique qui donne la plus grande chute de chaleur.