CHAPITRE V

DES CHAUMEBES.

Quatre qualités principales constituent les bonnes chaudières des machines à Tapeur. La première consiste dans leur solidité obligée pour résister a la pression de la Tapeur. La seconde, en ce qu'elles soient capables de produire une quantité suffisante de Tapeur. La troisième , en ce qu'elles soient construites d'une manière durable sans cependant dépasser les prix raisonnables. Enfin, la quatrième consiste en ce qu'elles puissent se serTir avec commodité et qu'elles n 'exigent pas trop de bras pour ce même service. Une chaudière à Tapeur qui réunit ces quatre conditions peut être considérée comme parfaite.

Les- matières qui ont été jusqu'à présent employées à la construction des chaudières, sont le fer et le cuivre. Quelques-unes cependant ont été fabriquées en bois et en pierre. Celles de bois contenaient nécessairement leur fourneau dans leur capacité intérieure, et ce fourneau plongeait entièrement dans l'eau; et comme le bois est un des mauvais

DES CHAUDIÈRES. S 9 conducteurs de la chaleur, il eu résultait peu de perte par suite du rayonnement, et de l'économie dans la consommation du combustible. Leur prix comparé à celui des chaudières en métal était égaleme* moindre ; elles furent essayées en Amérique par le chancelier de Livingston et M. Anderson.

Les chaudières en pierre furent essayées par M- Brindtey, qui en ij56 exécuta une machine à Tapeur a Newcasle-sur-Tyne avec une chaudière de cette espèce. Elle était fabriquée avec des briques et des pierres fortement cimentées ensemble, et l'eau était chauffée au moyen de tuyaux en fer compris dans l'intérieur de l'appareil.

La matière dont une chaudière est fabriquée est d'une haute importance sous le rapport de l'économie du combustible. Tous les métaux et matières ne conduisent pas également bien la chaleur. M. Despretz , quia fait des expériences très exactes sur le pouvoir conducteur de différentes substances, a obtenu les résultats suivons :

Or 1000

Argent 973, o

Platine 981, o

Cuivre ..... 898, a

Fer 3?4, 3

Zinc 363, o

Étain 3o3, 9

Plomb 179, 6

Mgrbre a3, 6

Porcelaine ... 12, □

Briques 11, 4

Le pouvoir conducteur du cuivre étant plus que le double de celui du fer, ce métal offre beaucoup d'avantages pour la construction des chaudières des machines à vapeur.

Mais il y a d'autres considérations qui doivent entrer en première ligne avant de se déterminer à donner la préférence à un de ces deux métaux , c'est la force de cohésion relativement au prix. Il résulte de quelques expériences, que la force cohèsive du cuivre a été quelquefois trouvée plus grande; mais il faut croire que le fer qui servait de comparaison était d'une très mauvaise qualité : car généralement on a éprouve que le fer possédait relativement au cuivre une force de cohésion éminemment supérieure. Malgré cela, à cause de la grande uniformité de texture du cuivre laminé, relativement & celle du fer en tôle, les constructeurs donnent la préférence au premier de ces deux métaux pour la fa-

DES CHÀUDIËBES. çi bricalion des chaudières, bien qu'il ait à soutenir la même pression de la part de la vapeur (i). L'expérience a, je crois, établi comme posilif que dans les cas d'explosions ]e cuivre se déchire, tandis que le Ter se projette en éclats. Le prix du cuivre est quatre fois plus élevé que celui du fer, mais si l'on considère que le pouvoir conducteur du fer est moitié de celui du cuivre , il en résulte qu'on peut diminuer de beaucoup les surraces de chauffe quand les chaudières sont fabriquées avec ce métal. Cette circonstance permet de réduire beaucoup le poids dr.s chaudières en cuivre ainsi que les premiers frais d'achats. La réduction dans les capacités permettra également de diminuer l'épaisseur du métal sans altérer la solidité nécessaire de l'appareil; et quoique le prix du cuivre soit beaucoup plus élevé que celui du fer, il j aura lieu à compensation relativement à la capacité entière de la chaudière réduite à de plus petites dimensions. Quand une chau-

(l) Od remarque , au désavantage du cuivre , que les parties eiposées directement au contact du combustible et particulièrement de lahonille, sesulfurent ssset promptemeot et deviennent aigre* et facilei a t gercer.

9 i DES CHAUDIÈRES,

dière en fer est usée , la valeur du. métal paie à peine les frais de son déplacement , tandis que celle en cuivre dans les mêmes circonstances possède encore les trois qtiarts de sa valeur primitive. Toutes ces considérations nous portent à penser qu'après plusieurs années, l'usage des chaudières en cuivre est plus économique que celui des chaudières en fer.

Dans la construction des chaudières de formes ordinaires, les surfaces de chauffe du fond doivent. être d'une étendue suffisante pour absorber une quantité de chaleur capable de produire une somme de vapeur requise. Les surfaces latérales du foyer et des carneaux produisentpeu de vapeur.La fumée, avant d'arriver à la cheminée, doit être autant que possible dépouillée de sa chaleur dans les carneaux. Il est bien établi aujourd'hui qu'il y a perte à produire de la vapeur en agissant avec une température élevée sur de petites surfaces, et qu'au contraire il est économique de n'employer qu'une chaleur modérée et de grandes surfaces de chauffe.

Watt a reconnu qu'un pied cube d'eau réduite en vapeur par heure, correspond à la force d'un cheval, et que cette quantité de

DES CHAUDIÈRES. g3 Tapeur peut être obtenue dans le même tems avec un fourneau bien construit , sur une surface de chauffe , contenant 8 pieds carrés. En pratique, on donne ordinairement à la surface de chauffe de fond, 4 ou 5 pieds carrés par puissance de cheval, et autant à celles de côté.

Il est essentiel que la chaudière contienne 4 ou 5 fois plu3 d'eau qu'il n'en faut pour produire la quantité de Tapeur nécessaire au travail de la machine, et une quantité de Tapeur telle, que son élasticité ne soit pas considérablement diminuée à chaque coup de piston. Ppur cet objet, la capacité de la chaudière comprise entre son dôme et le niveau de l'eau, contient ordinairement une quantité de vapeur égale à 8 ou dix fois le volume du cylindre moteur. (î)

(i) Cette précaution de laisser a la vapeur un espace suffisamment grand, ne doit point Être négligée, non-seulement pour les causes spécifiées ci-dessus , mais encore pour une autre non moins essentielle. Quand le niveau d'eau est trop rapproché de la prise de vapeur, on que l'espace réservé a la vapeur est trop petit , il arrive que l'eau passe, avec la vapeur, dans lus cylindres , et que les pistons ne peuvent plus fournie leur course. Il en résulte des chocs auxquels lea soapapeiadaptéesauxbasdcs cylindrr.sne pourvoient

Dans les grands ateliers, on emploie deux et même trois chaudières, afin de pouvoir travailler successivement à leur réparation sans arrêter la machine. Une chaudière de

qu'imparfaitement. Dans les chaudières appliquée) a la navigation , il arrive quelquefois que les mnuvemena du navire produisent le rafnw effet par suite de l'oscillation de i'eau contenue dans la chaudière. Et on a vu des pistons découronnés par les ebocs violeus qui en sont résultés.

Il y a plusieurs moyens de pourvoir à de pareils défauts de construction. On peut ajouter des vases auxiliaires destinés a augmenter le réservoir de vapeur, ou alonger le lube qui 6ert de prise de vapeur dans l'intérieur de la chaudière ; ce tube , dans la partie intérieure de la chaudière, au lieu d'être ouvert en un seul endroit, sera percé d'une infinité de petits trous qui donneront irsue a la vapeur empruntée dès lors sur une plus grande étendue de la chambre de vapeur.

On peut aussi , et nous recommandons particulièrement ce procédé, ajouter un petit vase d'eau ou séparateur tenu en communication directe par ss base avec te haut et le bas de la chaudière. L'eau de ce vase aura constamment une température un peu inférieure a celle de la chaudière- lia vapeur sortant de la chaudière se fera jour au travers de l'eau contenue dans le petit vase, se dépouillera de l'eau qu'elle entraîne, et la prise de vapeur étant adaptée au sommet du vase auxiliaire,. h vapeur seule se dirigera vers 1a machine.

Des chaudières. gs réserve est d'une grande importance dans tine usine, où il est nécessaire d'éviter le chômage.

La force des chaudières à basse ptession doit Ctre telle, qu'elles puissent résister au moins à une charge triple de celle qui tend a soulever les soupapes de sûreté. Il en est de niGme pour la force des chaudières à haute pression.

La force et l'efficacité des chaudières à vapeur dépend beaucoup de leur forme; la plus anciennement employée pour produire de la Tapeur destinée à mouvoir les machines, est la forme sphérique ou demi-sphérique. Mais la forme de chaudières la plus généralement adoptée aujourd'hui , est encore celle dûe ail célèbre "Watt.

Cette chaudière dont la flg. 1™ représente une section longitudinale, est assise sur un fourneau d'une construction ordinaire, aa, a, est la chaudière ayant un retour de flamme , b, au travers de sa longueur. La fig. a , qui représente une coupe perpendiculaire a la longueur, fera bien comprendre la disposition de ce retour de flamme b. Ce tube ou conduit de flamme, prend naissance à chacun des deux fonds de la chaudière, et est cou-

stamment couvert d'eau. La flamme et la fumée du fourneau d, passent d'abord au-dessous de la chaudière , ensuite dans le conduit b, elt« arrivent alors sur le devant de l'appareil. Là elles se divisent et passent à droite et à gauche de la chaudière le long des surfaces latérales, dans deux conduits construits avec des briques { on voit la section d'un de ces conduits en e, e, ), pour eufin se réunir à la cheminée f, f.

La chaudière s'alimented'eau, parle moyen du tube g, lequel est fait pour contenir une colonne d'eau proportionnée à la pression de la vapeur dans la chaudière. L'extrémité supérieure decetubeest munie d'une cuvette h.

test un flotteur fait en pierre, suspendu par un fil de métal qui traverse une boîte à étoupe j; ce fil est attaché à l'extrémité d'un levier dont la charnière est en k ; tandis qu'à son autre extrémité est suspendu un poids /, destiné à contre-balancer celui de la pierre. Par cette disposition, quand le niveau d'eau baisse dans la chaudière au-dessous de sa hauteur habituelle, le flotteur descend aussi, la soupape attachée au levier se soulève , et permet à l'eau de la cuvette de tomber dans le tube g.

Les fonctions du tube g , ne se bornent pas

DES CHAUDIÈRES. 8 j à servir à l'alimentation de la chaudière, il contient aussi un flotteur en tôle, lequel est suspendu à une chaîne. Cette chaînepasse sur deux poulies retour, et Ta se fixer à un registre de fer p, destiné à obstruer plus ou moins le tuyau de cheminée et arrêter ainsi le tirage du fourneau. Par suite de cette installation, quand lapressioa de la Tapeur est trop forte dans la chaudière , le flotteur de tôle monte dans le tube g, en obéissant à l'ascension de l'eau; le registre de la cheminée p baisse, et l'activité du feu diminue comme le tirage, q et r sont deux petits robinets jauges, qui servent aussi à reconnaître l'état du niveau d'eau dans la chaudière. Quand le robinet q accuse de l'eau, et le robinet r de la vapeur, ce qui est facile à reconnaître, en tournant leurs clés, le niveau est a sa hauteur voulue. Tandis que , si le robinet q fournit de la Tapeur , le niveau est trop bas , et si le niveau r donne de l'eau, il est trop haut. La circonstance d'un niveau trop bas peut prendre place parmi les défauts dont l'appareil précédemment déerit est frappé. C'est un désordre sérieux auquel il importe d'appliquer immédiatement le remède, et , selon nous, il convient aussitôt d'éteindre le feu, d'obstruer

gl DES CHAUDIÈRES,

le passage de l'air a la grille, et après » On cherchera la cause de la perturbation pour j remédier sur le champ. •

Pour connaître à chaque irfS tant la pression qui existe dans les chaudières, on emploie un instrument appelé jauge à vapeur (manomètre à mercure) : c'est un tube de fer à syphon, placé en avant de la chaudière , et communiquant d'une part, avec la partie de cette capacité, occupée parla vapeur, et d'autre part, avec la pression de l'atmosphère. Ce tube est en partie rempli de mercure qui supporte un petit flotteur en bois muni d'une tige qui sert d'indicateur; derrière l'indicateur, on place une échelle divisée en ponces et demi-pouces. L'élévation de cet indicateur accuse à chaque instant la pression de la vapeur dans la chaudière , qui est la même que celle qui agit sur le mercure du syphon. Quand la pression oblige le mercure a monter d'un pouce, la pression qui tend à faire rompre la chaudière , est d'une demi-iivre par pouces carrés de la surface interne de la chaudière. En général, chaque deux pouces de dénivellation de la part du mercure, correspond à une livre de pression surun pouce carré de surface interne de la chaudière. OrdinaireaieDt les échelles

DES CHAUDIÈRES. 99 ne dépassent pas 8 ou 10 pouces dans lestnachines à Tapeur à condensation , parce qu'on n'y dépasse pas non plus la pression correspondante a cette hauteur de mercure.

Pour préïoir à une plus grande pression que celle que la chaudière est destinée à supporter, on lui applique une soupape de sûreté w. C'est ordinairement une pièce circulaire de métal, taillée coniquement pour s'appliquer sur un siège également conique, qui correspond a une ouverture pratiquée à la chaudière. Cette- pièce de métal appuie sur son siège, au moyen d'un levier et d'un poids, et est destinée à su soulever, et à donner ainsi un épanchement libre a la vapeur de la chaudière quand elle est trop tendue. Dans les grandes machines, et particulièrement a liord des Mlimens a vapeur, on adapte aux chaudières une seconde soupape de sûreté, enfermée à clé dans une boîte ou cage grillée, de telle façon, que la malveillance ne puisse, en aucune manière, surcharger le poids qui la maintient a sa place. Beaucoup d'accidens ont eu lieu par suite d'une négligence a cet égard.

ta vapeur qui s'échappe des soupapes de sûreté est ordinairement dirigée dans la cheminée; un tube à vapeur ést employé pour la

>oa DES CHAUDIÈRES,

conduire a cette destination. v,v est le tube qui conduit la vapeur à la machine; une soupape àmain tr, sert aen régler la quantité; une autre, a>, a le même office. Afin de pouvoir examiner et nattoyer l'intérieur des chaudières, on ménage à leur dôme une ouverture y, appelée trou d'homme. Cette ouverture est bouchée, au moyen d'un plateau en fer qui s'y fixe au moyen de boulons et d'écrous, et ordinairement c'est sur cette plaque qu'on adapte la soupape z, dite atmosphérique. Cette soupape est destinée à s'enfoncer et à donner issue à l'air extérieur dans l'intérieur de la chaudière, quand, pat- suite du refroidissement de l'appareil , toute la Tapeur s'est condensée : on pourvoit ainsi aux écrasemens qui pourraient être la suite delà pression extérieure de l'atmosphère sur l'enveloppe extérieure de l'appareil évaporatoire. Les chaudières sont aussi munies à leurs parties basses d'un tube qui sert à l'expulsion de l'eau qu'elles contiennent.

Les chaudières de formes cylindriques et longues , ont été spécialement consacrées à l'usage delà vapeur à haute pression, A cause de leur solidité particulière ; elles sont plus connues sous le nom de chaudières de Fré-

DES CHAUDIÈRES. iot vithik, bien qu'il n'en soit, pas l'inventeur. Nous observerons, en effet que, quoique l' Américain Oliver Érans en donne une description dans sa machine a haute pression , il ne réclame pas la priorité de l'invention , et noua supposons dès-lors qu'elle était employée avant lui.

Les chaudières cylindriques sont fréquemment d'une grande longueur : elles ont ordinairement en longueur dix, douze fois et plus leur diamètre : ces dimensions sont avantageuses pour leursolidité. En Angleterre , leurs eitrémités sont demî-sphériques ; mais en Amérique , on les termine par des plaques de fer solide et d'une construction beaucoup plus facile.Ces chaudières sont ordinairement pourvues d'un tube interne que parcourt la flamme avant d'avoir passé sur les parois latérales.

La fîg. 3 représente une section d'une petite chaudière de cette espèce , construite par M. Saundcrs , dernièrement à Shefiîeld, maintenant à New-York. La porte du fourneau est en a; b est le fourneau; c le cendrier; d, la chaudière; e, le flotteur qui règle l'alimentation avec le secours du contre-poids g. f est lecarneau intérieur de la chaudière par où

io* DES CHAUDIÈRES.

passe I* flamme ou l'air échauffé, h est le tube

de vapeur qui la conduit à la machine.

Pour calculer l'épaisseur du métal dont on doit fabriquer une chaudière , voici la règle ordinairement suivie par les constructeurs anglais, et qui est indiquée dans le Traité des machines à vapeur de M , Tredgold.

Les ingénieurs anglais admettent qu'il est nécessaire de donner au métal une épaisseur telle, qu'il puisse résister à un effort (rois fois aussi grand que celui qui tend a soulever la soupape de sûreté.

M. Tredgold pose en outre, comme principe, que la résistance doit aussi être en proportion de la quantité d'eau contenue dans les chaudières, ainsi, par exemple, que si une chaudière ne contient par force de cheval que la moitié de la quantité d'eau habituelle, elle doit avoir une résistance double. Ceci est fondé sur ce que l'effet de l'excès de chaleur pour augmenter la température, ainsi que la force de la vapeur, est en raison inverse de la quantité d'eau sur laquelle l'action est produite; par conséquent, le danger causé par cette augmentation de tension est en raison

DES CHAUDIÈRES. io3 inverse de la quantité d'eau et de vapeur que contient la chaudière.

Pour trouver l'épaisseur de la tôle qui doit recouvrir une chaudière rectangulaire ou cylindrique, multipliez le triple de la charge sur la soupape de sûreté , en kilogrammes par centimètres circulaires, par la plus grande diagonale en centimètres de la section de la chaudière, et divisez ce produit par la capacité de la chaudière afférente à un cheval. Le résultat donnera l'épaisseur en centimètres.

Pour le cuivre, il faut prendre le quintuple au lieu du triple. La tôle aux Tonds des chaudières doit avoir une épaisseur suffisante pour compenser l'usure; en général, cette épaisseur doit être une fois et demie celle du dessus de la chaudière.

Dans une chaudière rectangulaire, la plus grande diagonale étant de 3™,4, et par conséquent, équivalant ù un rayon de courbure de a4o centimètres, le poids sur la soupape de sûreté de o,"»5 par centimètres circulaires, et l'espace pour l'eau de fôo décimètres cubes, on aura —^^Ip— o,4"° 1 ' pour l'épaisseur à donner à la tôle. Les plaques de fonds auront 0,6 {Tredgold }.

On emploie ordinairement trois espèces de

ioi DES CHAUDIÈRES,

métaux pour la construction des chaudières, ce sont le fer, le cuivre et la fonte de fer : la ténacité du fer maïïéë est environ deux fois aussi grande que celle du cuivre, et A peu près trois fois aussi grande que celle la fonte. Ces trois métaux ont été éprouvés sous un niêmecalibre, de un millimètre carré de section, et se sont rompus sous les poids suivans, agissant dans le sens d'une traction verticale.

Le fer 4ok. . . . Brown.

Le cuivre 21 ... . Navier.

La fonte de fer. . . i4 . . . ■ id.

Il est donc facile, d'après ces chiffres, de trouver la force relative de l'enveloppe des chaudières, quand elle aura été calculée pour l'un de ces métaux.

L'excès d'épaisseur dont la table suivante fait mention, n'est plus admise aujourd'hui; cependant nous croyons utile de le reproduire, elle a été calculée d'après la formule Où r, est le rayon du cylindre en millimètres,/», la pression de l'atmosphère sur un millimètre carré, n — 1 , l'excès de la pression de la vapeur en atmosphère sur l'atmosphère extérieure, ett, le module de ténacité du meilleur cuivre pour

DES CHAUDIÈRES. 10S un millimètre carré. Enfin , le coefficient 9 est destiné ù garantir toutes les chances d'explosions, de défauts de construction, de la matière , etc. On ajoute 3 millimètres pour le poids de la chaudière.

DES CHAUDIÈRES, tij Nous alions maintenant décrire plusieurs espèces de chaudières qui , par leur originalité , nous ont paru mériter de fixer l'attention de nos lecteurs.

Les figures 4 et 5 représentent les sections d'une chaudière, dont les inventeurs sont, MM. Horion et Fischer, grands fabricans de Chaudières , près de Birmingham. Elle est construite de manière à préserver du rayonnement la vapeur formée, en l'entourant de l'eau même qui a servi ù la produire (i ) -

La fig. 4 représente une section longitudinale de cette chaudière, et la fig. 5 une section transversale. Dans chaque figure , les mêmes lettres se rapportent oux mêmes parties de l'appareil. C'est la surface extérieure dea,a, qui reçoit d'abord l'action du feu du Fourneau sur lequel cette chaudière est établie. b,b, b est le vaisseau ou réservoir intérieur qui doit contenir la vapeur; il est enveloppé d'eau alimentée par le tube o,o. La chaleur ayant obligé la vapeur a s'épancher par le tube c, dans le réservoir b, b, cette vapeur est

(l) Il nou» semble qu'il imparte peu de préserver an* dépens du l'eau , la vapeur du rayonnement , àkt que la chaleur est toujours empruntée de ta matée

,io9 DES CHAUDIÈRES,

dirigée par le tube e, à la machine ; c'est sur ce même tube en n qu'est établie la soupape de sûreté, f est un robinet destiné à retirer de la capacité A, b l'eau qui peut résulter de la condensation d'une partie de la Tapeur, et au-dessous de ce même robinet , il en est un autre en l;, qui sert à expulser de la chaudière l'eau qu'elle contient, t, l sont des trous d'homme. Nous ignorons dans quel but les auteurs, par cet arrangement, ont pu préférer d'établir la prise de Tapeur dans le magasin b, b de Tapeur, plutôt que dans la partie supérieure, cette dernière ayant toujours une tension a s'éleTer plutôt qu'à descendre , mais il faut reconnaître que cette construction de chaudière est très remarquable par son originalité.

En i8o3, M. Woolf s'est faitbréveterpour une chaudière a vapeur qui a joui d'une grande réputation. Elle a été employée avec beaucoup de succès pendant plusieurs années dans le Cornwal, où elle est appliquée au travail des mines. Nous avons observé déjà que les chaudières à vapeur cylindriques et longues avaient de l'avantage, pour la solidité, sur celles qui ont une forme cubique arrondie. M. Woolf a beaucoup contribué à en

DES CHAUDIÈRES. iog augmenter la force, ainsi que leur capacité pour la production de la vapeur à haute pression.

— Fig. 6 et 7. Une des plus simples dispositions des chaudières de "Woolf, consiste dans un système composé de huit tubes a, a, a, en fonte de fer, de 6 pouces et plus de diamètre, mis en communication par une de leurs extrémités , au moyen d'un tube A auquel ils sont adaptés. Ce tube plus large, placé en dessus de ce système, sert aussi de réservoir de vapeur; le fourneau est divisé en deux parties par une cloison longitudinale qui croise les huit tubes et qui les fixe horizontalement.

L'ûtrc B est à une des extrémités de cette séparation, et la flamme et l'air échauiTé passent tantôt au-dessus , tantôt au-dessousde chacun de ces tubes; arrivée au fond, elle repasse de la même manière sur chacun des tubes placés dans la seconde division de l'autre côté de la cloison ; enfin, dans son trajet, elle lèche encore le dessous du réservoir de vapeur avant de se rendre ù la cheminée. Chacun des tubes bouilleurs est fermé ù une de ses extrémités par une plaque de fer , qui peut facilement s'enlever et permettre leur nettoyage ou l'enlèvement des incrustations. L'eau consoni-

no DES CHAUDIÈRES,

mée en vapeur est reproduite dans les chaudières par les moyens ordinaires d'une pompe refoulante , et la vapeur est conduite à ia machine par un tube qui prend son origine au réservoir de vapeur. 11 n'est pas hors de propos, dit M. Woolf, d'appeler l'attention des constructeurs sur cette circonstance, que dans la plupart des cas, il est nécessaire que la flamme ou l'air échauffé s'arrondisse audessus et au-dessous des tubes, de manière à embrasser la plus gTande surface possible.

Il est évident, en outre, que les tubes peuvent Être fabriqués de plusieurs sortes de métal; cependant , je crois que la fonte de fer est préférable. Le calibre des tubes peut varier; cependant, je crois aussi qu'il importe .de ne pas leur donner un trop grand diamètre, "car on se rappelle qu'il est plus difficile de donner de la solidité à de grands tubes, la force qui tend aies rompre étant proportionnée à l'étendue de leur rayon. Les tubes bouilleurs doivent être toujours pleins d'eau, et le réservoir ù vapeur à moitié.

Les figures 8 et 9 représentent un système pour lequel M. ThomasTippct, du Cornwall s'est fait breveter. La fig. 8 est une vue de côté ; la fig. 9 est une vue de face. Les mêmes

des Chaudières. m lettres se rapportent aux mémesparties de l'appareil dans l'une et l'autre figure, a est un grand bouilleur cylindrique qui contient un tube intérieur, où doit se produire le principal courant de flamme. Du dessus de la partie extérieure du bouilleur partent trois corps de tube b,b,b qui supportent un vaisseau demi-cylindrique c. De l'extrémité postérieure du cylindre a, part un tube rf, communiquant avec une petite chaudière supplémentaire et cylindrique *. Elle est d'un diamètre égal A celui de a, mais elle est très courte. Cette chaudière est adaptée sur un fourneau , dont les coursives sont tellement disposées , que l'air échauffé, en passant au travers de/", vient frapper la surfaceplanede la petite chaudière supplémentaire. Après cela , la flamme passe au-dessous de la surface plane de la partie demi-cylindrique supérieure , en traversant les rangées de tubes. Elle redescend ensuite par dessous la chaudière principale, et va se mettre en contact de nouveau avec le derrière de la chaudière supplémentaire ;"elle remonte, lèche encore l'extrémité plane delà capacité demi-cylindrique, et s'échappe danslacheminée.

Une ingénieuse disposition pour exposer l'eau par couches minces sur de grandes sur-

Xi 9 DES CHAUDIERES,

faces de métal , a été essayée par M. John Curdy, des États-Unis. Son système consiste en une série de tubes cylindriques avec des couvercles sphcriqu.es arrangés horizontalement en forme de pyramide au-dessus d'un fourneau, de telle façon que la flamme circule en tous sens autour d'eux. Chacun de ces cylindres en contient un autre d'un diamètre assez petit pour qu'il reste entre deux un espace très mince. Cet espace est d'ailleurs maintenu uniforme par une lame en spirale qui entoure le petit tube. Le cylindre du milieu est hermétiquement bouché a ses deux estrémités. Une pompe foulante oblige l'eau de passer dans l'espace mince qui existe entre les deux cylindres , et cette eau passe ensuite dans les autres tubes de la même manière. Il résulte de là que l'eau, obligée de se mettre en contact avec le métal, se réduit rapidement en une vapeur de très haute tension.

Nous n'avons pas su pourquoi cet appareil n'a pas reçu d'application plus étendue, mais nous pensons que les difficultés et les frais de construction, la dureté des dépôts ou incrustations qui se forment dans l'espace étroit où se produit la vapeur, la difficulté de les en-

DES CHAUDIÈRES. u] lever, la chute accidentelle de quelques-unes de ces incrustations, et le découvremenl du métal rouge qui en est la conséquence, sa prompte destruction en sont la cause. Cette invention n'est cependant point dénuée de quelque mérite , et peut fournir des idées aux constructeurs.

Chaudilre de M. Série.

Cette chaudière se compose d'un grand cylindre vertical au milieu duquel se trouve le fourneau et des tubes cylindriques qui contiennent l'eau destinée à être convertie en vapeur. Les capacitésà eau s'élèventd'aborddu fond, en forme conique, par une suite de tubes inclinés A, A,flg. met 1 1 , qui communiquent a un large tube central d , d'une part et de l'autre, avec l'espace annulaire extérieure, c. D'autres tubes, tels quee, e, horizontaux, établissent également une communication entre le tube central et l'anneau extérieur, g est la grille au-dessus de laquelle se trouve le combustible, et la flamme en montant, s'arrondit autour de chacun des tubes dont nous venons dedonner la description, et passeensuitedans les tub es /, i, et de là a la Gheminée. La fig. 1 i est une section horizontale delà même chaudière.

5U4 des chaudières.

Il résulte de cette disposition, que les tubes ft,Arepoivcntlaplus grandesomrie de chaleur; que l'eau qu'ils contiennent, en raison de sa dilatation, s'élèvera par le tube central pour aller occuper la partie supérieure de l'appareil, tarîdis que celle qui est plus froide , tendra incessamment à la remplacer en s'écoulant par le tube annulaire c, c. Les flèches indiquent la manière dont s'opèrent les courans dans l'intérieur de celte chaudière.

Nous allons maintenant donner la description de l'invention brevetée de M. Jamc3 (1823). Elle consiste en une série de tubes annulaires d'une égale capacité et d'un diamélre uniforme, juxta-posés et liés ensemble, de manière à former un cylindre destiné à contenir le fourneau. Ces tubes annulaires sont fabriqués en tole ou fer malléé, d'une épaisseur d'un £ de pouce. Ils ont un pouce de diamètre, et sont capables, comme ils l'ont prouvé, de supporter une pression de plusieurs milliers de livres par pouces carrés. Dans quelques-unes de ces chaudières, les tube» annulaires sont carrés, ce qui facilite

DES CHAUDIÈRES. nï leur juxta-posilion , et fait disparaître l'espace perdu qui existe dans le procédé décrit plus haut. Tous ces anneaux communiquent les uns aux autres par des ouvertures communes.

Les unes dans la partie supérieure, pour le passage delà Tapeur, les autres, dans la demi-circonférence inférieure, pour la circulation de l'eau. Quand il est question d'établir une chaudière d'une grande puissance, M. James place deux systèmes semblables , d'une manière concentrique.

La fîg. 12 représente une section de l'appareil. La partie occupée par l'eau, désigne les tubes annulaires, b, b sont le3 ouvertures qui établissent une communication pour la vapeur, et ce pour l'eau. Le niveau d'eau est maintenu à la hauteur voulue , au moyen d'un vase auxiliaire qui n'est pas indiqué dans la planche. Le fourneau se compose de deux plans de grilles inclinés, placés à une des extrémités du système, et la flamme se dirige à l'autre. La parlie extrême et opposée est fabriquée de manière a pouvoir se détacher facilement. Le bouilleur suspendu suides rouleaux fixés sur un siège convenable, est susceptible de tourner selon son axe, et chaque tube annulaire contient une certaine

i ! 6 DES CHAUDIÈRES,

quantité de petites boules île métal et de particules angulaires également de métal, destinées à rouler dans l'intérieur des lubcs annulaires, quand après avoir enlevé le fourneau et la cheminée, on imprime au système un mouvement de rotation. On parvient ainsi à détacher les incrustations. Pour prévenir les pertes par le rayonnement du calorique, l'auteur enveloppe son système d'une chemise qui contient de l'argile mêlée avec de la poussière de charbon de bois.

Nous avons plusieurs fois vu en fonctions une chaudière de H. James, construite sur ce principe; elle a trois pieds et demi de longueur sur 20 pouces de diamètre, elle produit de la vapeur ù une haute pression , et fait mouvoir une machine de la force de trois chevaux. Le piston-moteur a 3 pouces de diamètre et un pied de course. La chaudière se compose aussi de tubes annulaires, mais divisés en deux parties. Chaque demi-tube vient se lier avec deux tubes horizontaux, placés l'un au-dessus de l'autre dans toute la longueur de la chaudière. Ces lubes reçoivent l'origine des demi-tubes annulaires , par le moyen de joints rivés et mastiqués, de manière à établir une communication directe

DES CHAUDIÈRES. 117 avec eux. Le tube horizontal supérieur contient tlela vapeur, celui de dessous, de l'eau. Quelque solides que paraissent à l'œil les moyens de jonction de ces différens tubes, et quelques soins qu'on ait mis à les bien fabriquer, quand le feu agit sur les joints, il les altère, et il en résulte une grande source de perte et d'inconvéniens.

Avant d'abandonner ce sujet , nous croyons devoir appeler l'attention de nos lecteurs sur une circonstance particulière aux chaudières de M. James, fig. 12. Nous pensons que la chaleur élevée , appliquée à la vapeur, empêche l'eau de passer ù la machine, par suite de la disposition de son système. Car c'est un inconvénient grave qui a été observé dans beaucoup de chaudières tubulaires, et quoiqu'il n'en soit pas de même dans le système de M. James , quand le feu est régulier , que le niveau d'eau est bon, et que les tubes annulaires sont propres ; cependant, il est possible que, par l'absence d'une de ces conditions, l'eau vienne a manquer. Nous croyons qu'il conviendrait de donner un plus grand diamètre aux tubes, deux pouces, par exemple, parce qu'alors, la plus grande quantité d'eau qu'ils contiendraient , les rendrait

moins aptes à ressentir les inégalités duchauffage , et de l'alimentation. Les tubes seraient moins sujets à s'engorger, à se brûler et à se détruire. Des tubes de deux pouces peuvent Otre nettoyés avec facilité , et on peut les rendre assez solides avec une épaisseur d'un quart de pouce, pour en obtenir une pression suffisamment élevée de vapeur.

M. GoldsTvorthyGurney est médecin de profession , mais il est plus généralement connu du public, par sa persévérance à établir des voitures à vapeur sur les chemins ordinaires. Nous allons expliquer les appareils évaporatoires qu'il emploie.

La fig. i5 représente une section de son bouilleur; la fig. 14, une vue extérieure; la fig. i5, la manière dont les tubei qui composent son bouilleur, se lient aux chambres horizontales; enfin, la fig. 16, une portion de ces chambres, les ouvertures des petits tubes et leur disposition. Dans la section , fig. i5, on voit la forme demi-elliptique des petits tubes et leur disposition respective. La manière dont ils sont liés aux chambres horizontales , est suffisamment indiquée par la fig. i5. Un mastic, composé en égale proportion de minium et de litliargc, sert avec

DES CHAUDIÈRES. 113 de l'amianlhe en fil, à rendre imperméables à l'eau et à la-Tapeur les joints dont nous venons de parler, et en même teins inattaquables par le feu. Les chambres b , b ont une communication directe entr'clles, au moyen des tubes verticaux c; d,d, sont deux tubes courbés qui établissent la communication entre les chambres horizontales et le réservoir de vapeur ou le séparateur e, e , comme l'appelle M. Gurney. Trente ou cinquante petits tubes ( !a quantité dépend du la grandeur do l'appareil) semblables ù a , sont arrangés de la manière indiquée par le dessin, fig. i5.

.L'âtrc est en h , l'air échauffé et la flamme sont dirigés parune cloison , comme l'indique la planche, avant d'entrer dans la cheminée.

Hais une grande portion de la chaleur passe librement autour des tubes, en les enveloppant; tous sont exposés û l'effet puissant d'un fourneau très resserré; o est la porte du fourneau, et i celle du cendrier. Pendant le travail de la machine, le vaisseau e doit être alimenté d'eau par une pompe foulante, et le niveau d'eau étant supérieur par rapport aux petits tubes du fourneau, ces derniers sont toujours pleins d'eau , ainsi que le recommande judicieusement M. "Woolf dans un des

tao DES CHAUDIÈRES,

paragraphes précédèns. La vapeur engendrée dans les petits tubes, en vertu de sa légèreté, se fait issue au travers de l'eau du vase e; elle réchauffe, et vient en occuper la partie supérieure ; elle passe ensuite par le tube bifurqué f,f, pour se diriger par g, ùla machine.

Pour obvier ù l'accumulation des dépôts et des incrustalions, M. Gurney propose l'emploi des moyens chimiques suivans. Si les tubes sont en fer , une partie d'acide muriatique mêlée ;'i 100 parties d'eau, seront introduites dans l'appareil, et y resteront pendant un tems suffisant pour dissoudre les incrustations. Sï l'appareil est en cuivre, on emploiera une solution composée d'une livre de sel commun, sur une demi-livre d'acide sull'urique, mélangées avec quatre gallons d'eau. Pour hâter l'opération, on chauffera légèrement l'appareil, et la vapeur qui se formera , servira à expulser la dissolution- Un des grands avantages attachés a l'emploi de cette chaudière, repose sur la facilité avec laquelle on peut changer ou réparer les tubes avariés ; une heure de travail suffit pour en changer un. Ainsi que dans toutes les chaudières tubulaircs, les petits tubes sont à IV

Dmù,: iïû

bri des explosions; quant au Tase e, ou le séparateur, celte capacité n'étant au fait qu'un réservoir de vapeur , il rentre dans les conditions de résistances communes aux capacités de même grandeur et de même épaisseur de métal. Les petits tubes étant constamment remplis d'eau, ils ne sauraient être endommagés par le feu.

Le dessin qui porte le n° 17, représente une chaudière qui a été adaptée aux voilures locomotives; elle est de MM. Summera et Ogle. Elle est composée d'une série de tubes placés verticalement, et au milieu desquels passe un tuyau, a, a, a représentant les tubes extérieurs qui contiennent l'eau et la vapeur; b,b > b Sjgirt les tubes intérieurs qui livrent passage à la flamme ou à l'air échauffé ; il en passe aussi en dehors de chaque tube extérieur. L'eau est refoulée dans l'espace vide qui sépare les deux tubes, c, c, c sont les extrémités débouchées des tubes intérieurs qui passent au travers des écrotls d, d, d, à chacun des fonds. Ces écrous servent à les maintenir à leur place. L'eau est refoulée dans l'appareil par le tube f, et la vapeur produite passe à la machine au moyen du tube, i; la grande quantité de surface en

na DES CHAUDIÈRES,

contact avec la flamme, en admettant que le tirage s'effectue malgré le resserrement des passages, doit produire une grande absorption de chaleur. L'économie du combustible n'est cependant pas autant à considérer dans une voiture à vapeur que dans une machine fixe. Cette machine a cela d'avantageux, qu'elle est d'une réparation et d'un démontage facile, chaque tube pouvant se détacher par un simple dévissement d'écrou. La main-d'œuvre exige toute!bis une grande précision, les tubes doivent avoir exactement la même longueur, chaque partie doit se correspondre avec rigueur, autrement il en résulterait une source d'inconvéniens et des pertes de vapeur notables.

La ûg. 1 8 représente un appareil ou générateur de M. Perkins, employé pour faire mouvoir une machine de la force de 5o chevaux. Cette machine est a très haute pression et à détente. Une série de trois rangs de barres de fer .ayant 5 ponces en carré, percées longitudinalerncnt d'un trou qui a un demi-pouce de diamètre, composent ce système. Ces trois rangs de barres percées reposent par leurs extrémités sur les murailles du fourneau ; elles communiquent toutes entr'el-

DES CHAUDIÈRES. n3 les , au moyen d'une pompe foulante dont la soupape est pesamment chargée.

On injecte de l'eau dans deux rangées de tubes, de manière a les maintenir constamment pleins. La dernière rangée de barres ou tubes qui est aussi celle qui est la plus proche du foyer, ne contient pas d'eau et acquiert une température voisine de iooo degrés Fahrenheit. A chaque coup de piston de la machine, une certaine quantité d'eau contenue dans les rangées de barres supérieures (leur températurc est d'environ 700 ou 800 degrés Fahrenheit ) est refoulée dans la boite à valve C, communiquant avec la rangée inférieure des tubes D; de là elle passe dans le premier tube de la dernière rangée, et successivement dans tous les autres ; elle y est convertie en vapeur de très haute tension, et passe ensuite dans une chambre ou réservoir de vapeur L d'où elle est dirigée a. la machine. Les tubes ont été faits carrés et d'une grande épaisseur, afin de servir de réservoir de chaleur, et pour prévenir les inégalités que le chauffage pourrait produire, la quantité d'eau contenue dans les tubes, étant très petite.

Pour prévenir les effets destructeurs résultant de l'action directe de la chaleur sur les

la t DES CHAUDIÈRES,

matières dont les tubes sont construits, beaucoup de projets ont été mis en œuvre. Trois de ceux-là nous ont paru mériter l'attention de nos lecteurs.

Le premier est de M. Aaron Manby. On sait bien que l'huile et d'antres matières grasses ont la propriété d'acquérir une température bien supérieure à celle de l'eau bouillante, sans être décomposées. Cette propriété de l'huile qui n'avait pas encore été appliquée au travail des machines à vapeur, fait la hase de l'invention de M. Manby.

La construction de son appareil est figurée (fig. 19) par une section perpendiculaire à la longueur pour ce qui regarde le vase, b.

a est un bouilleur oblong placé sur uo fourneau d'une construction ordinaire. Ce vaisseau contient de l'huile à laquelle on affecte une température d'environ 3oo degrés Fahrenheit, b, est un fort cylindre qui contient l'eau destinée à être convertie en vapeur. On voit circuler dans sa capacité intérieure un système de tubes qui se communiquent tous. Au travers de ce tube on fait passer, au moyen d'une pompe foulante , c , mue par la machine, un courant d'huile provenant de la chaudière a ; celte huile arrive par

DIS CHAUDIÈRES. iaS d, et se dirige par e, aux tubes calorifères. L'huile en passant dans les tubes en question, communique à l'eau sa température, la con- Tertiten Tapeur, et cette dernière acquiert plusieurs atmosphères de pression^L'anteur prétend que, par ce procédé, on peut obtenir une pression très élevée sans courir aucun danger, et que la quantité de feu nécessaire pour obtenir la conversion immédiate de l'eau en vapeur est très petite. Cependant la manière dont s'effe;tue l'économie en question n'est pas très apparente, et quoique les dangers d'explosion soient considérablement amoindris dans le vase à vapeur, l'effet dangereux d'une conflagration accidentelle devient possible par suite de la proximité du fourneau, d'une masse aussi grande de matière inflammable telle que l'huile. L'emploi d'un semblable procédé paraît imprudent. L'huile aura aussi cet inconvénient de s'épaissir et de se glutincr à la longue.

Le second procédé dont nous avons A rendre compte est de l'invention d'un Allemand, le docteur Ernest Alban , physicien à Itostock. La matière qu'il emploie pour chauffer l'eau est un mélange d'étain et de plomb auxquels par leur fusion, il affecte une tempéra-

iiS DES CHAUDIÈRES,

ture requise pour produire de la vapeur. Les vases générateurs sont des tubes suspendus dans ce bain de métal liquide.

La fig. aa représente une section longitudinale d'uiwde ces vaisseaux, et la fig. ai, une section transversale des deux. Ils sont en fonte de 1er, et ont la forme représentée par a, a, a; les lettres b, b, désignent le bain de métal. Le couvercle de l'appareil, c, c, contient une ebambre cylindrique de deux pouces de diamètre; les tubes générateurs d,d,d, en fer malléé sont suspendus dans le bain.

Leur diamètre intérieur est de i \ pouces, et ils sont vissés sur le couvercle c, c, de manière à pouvoir s'enlever facilement quand il est question de les nettoyer, e est le tube d'injection au travers duquel passe l'eau alimentaire ; il est percé d'autant de trous qu'il y a de tubes générateurs, et ces trous correspondent à leurs orifices supérieures. La section transversale ((ig. 21) montre le double vaisseau. Cet appareil entier est établi sur un fourneau, de manière à mettre ses quatre faces en contact avec la flamme ou l'air échauffé. Ayant 4 pieds de longueur sur 3 pieds et 6 pouces de bauteur et 9 "pouces de large, la surface exposée au feu sera de 6.'!

DES CHAUDIÈRES. t*i pieds carrés. L'injection se produit à la fois dans les deux rangs de tubes, au moyen d'une pompe refoulante, mue par la machine. Le tuyau qui conduit l'injection est muni d'une valve à poids, de telle manière que si la production de la vapeur est trop grande pour le besoin de la machine, la pression agira contre l'injection, le poids se soulèvera, et la pompe roulante restera inuctive jusqu'il ce que la pression sera diminuée par la cessation de production et la dépense de la machine.

Pour prévenir la fusion des générateurs dans le cas où on n'a besoin que d'une petite quantité de vapeur, ou dans ceux où la machine étant arrêtée, il y a suspension dans la production de vapeur, l'auteur a adapté à son appareil un système qui est destiné à régler le feu dans son intensité. Ce système indique la température du bain d'où dépend l'action de l'appareil. La pression de la vapeur n'influe point sur lui, ce régulateur continuant d'agir bien que la production de vapeur ait cessé. Ce régulateur de chaleur est différent de tous ceux qui ont été employés jusqu'à présent.

Son application à cet appareil est indispensable pour prévenir la décomposition de l'eau d'injection dam les tubes surchauffés. Il con-

laS DES CfeAODIÈHES.

siste en deux tubes remplis d'air atmosphérique (il y en a un dans chaque moitié de l'appareil) ; ces tubes, g, sont plongés dans le bain métallique. De l'extrémité supérieure de ce tube, part un autre tube, h, [ùg. 20) ou t, (fig. 22) très étroit et qui va aboutir à une cuvette de mercure, a, (fig. 2a); cette cuvette est surmontée d'un tube, 6, dans lequel circule un flotteur, e; ce flotteur communique parle moyen de la tige, d, avec la bascule e, laquelle, au moyen de f. agitsur un registre destiné a obstruer plus ou moins la cheminée ou les courans de flammes; quand l'air, par suite d'une trop grande chaleur de la part du bain métallique, se dilate dans le tube g, il agit sur le mercure de la cuvetie, celuici sur le mercure du tube b , le flotteur monte et le registre descend. On peut ainsi graduer l'instrument, de manière à suspendre plus ou moins ou même entièrement l'action du feu sur le bain.

Bien que l'inventeur intelligent de cet appareil, d'après ce que nous avons appris, n'ait pas été heureux dans son application , il a cependant droit à l'attention des mécaniciens pour l'originalité et la disposition ingénieuse' de plusieurs parties de son système.

DES CHAUDIÈRES. ng L'emploi comme bain, d'un métal fluide possédant éminemment la qualité d'être bon conducteur de la chaleur au lieu d'une substtncc inflammable, comme l'huile qui d'ailleurs a des propriétés conductrices contraires, promettait de meilleurs résultats, outre qu'il rendait l'usage de cet appareil parfaitement sûr.

M. Parter est l'inventeur du troisième procédé dont nous avons promis de donner la description. La' fig. 23 représente une section longitudinale de son appareil ; a, a, est le réservoir de vapeur fabriqué en tôle, b, est Je générateur ou du moins une partie du générateur, puisqu'il se compose d'un système de tubes dont la planche ne montre qu'une section. La ligne ponctuée c marque la hauteur du bain, d est un tube aspirateur qui sert aussi à dégorger de vapeur la capacité a, quand par suite d'une chaleur inégale , elle n'a pas été condensée par la température plus basse du bouilleur; e est un fourneau ordinaire; f, le cendrier; g, la cheminée; h, le tube alimentaire du générateur, au travers duquel passe l'eau qui est refoulée par une pompe foulante ordinaire, mue par la machine; t est le tube qui conduit la vapeur à la machine. L'eau injectée par le tube h, étant

exposée, pendant sa route au travers du générateur, à la chaleur de la Tapeur fournie par le bain sous-jacent, est bientôt convertie elle-même en vapeur, avec une température et une force élastique relatives. La vapeur du bain, par cette opération, ayant déposé une portion de chaleur contre le générateur, se convertit partiellement en eau, qui retombe sur le bain pour se reproduire de nouveau en vapeur. II est évident que la température de la vapeur produite doit être uniforme et relative à la température de la vapeur du bain, et que le bouilleur étant débouché, elle ne saurait acquérir un trop grand degré de chaleur. Les explosions ne sont donc pas possibles.

Ce mode de chauffage, d'après ce que nous ^avons appris, a été employé avec beaucoup de succès pour la préparation des extraits végétaux et pour d'autres opérations de chimie qui demandent une grande régularité de chaleur. Sous le rapport de son application aux machines à vapeur, nous pensons qu'elle n'a été employée que par l'auteur. On a probablement craint la dépense résultante de l'évaporation et de la perte du liquide qui sert de baio. Les substances employées étaient de

DES CHAUDIÈRES. iîi l'essence de térébenthine , de l'huile de naphte, et d'autres matières provenant de la distillation des houilles, formant plusieurs sortes de mélanges dont les points d'cbullition variaient de 200 à 700 degrés P.

Dans le commencement de ce chapitre, nous avons parlé des inconvéniens qui. résultent des dépôts et des incrustations qui se forment dans l'intérieur des chaudières, ainsi que de la difficulté qu'on éprouve à les enlever. Souvent ces dépôts ont plusieurs pouce»

d'épaisseur, et deviennent aussi durs que ie la poterie, dans la partie de la chaudière qui reçoit l'action directe du feu. Pour être enlevées , ces incrustations exigent un long et pénible travail; des hommes, a cet effet, entrent dans la chaudière et les détachent à coups de marteau cl au moyen d'un ciseau a froid.

Ces dépôts sont aussi la cause de sérieux inconvéniens; ils forment une matière non conductrice (réfractairc), qui expose le métal sous-jacent a rougir par l'action du feu, il en résulte une destruction prématurée de celte partie de l'appareil, ou un dommage considérable. Divers procédés ont été essayés pour obvier à ces inconvéniens : plusieurs ingénieurs introduisent dans leurs

,îi DUS CHAUDIÈRES,

chaudières des matières végétales fibreuses ou mucilagineuscs , telles que du son ou de petites cosses, contre lesquelles les matières déposées Tiennent adhérer sans beaucoup de dureté , et qu'il est facile d'après cela d'enlever.

Dans l'année 1828, M. Antony Scott prit une patente pour un procédé très efficace pour pourvoir à ces inconvéniens , il consiste à placer au fond des bouilleurs des vases façonnés comme eux et destinés a recevoir Ie3 dépôts qui par leur pesanteur spécifique tendent toujours à descendre et à occuper cette partie de l'appareil. Ces vases sont en pierre, en tôle ou même en bois ; ils empêchent bien un peu l'ébullition de l'eau, mais ne contrarient nullement son échauflement , ni son évaporation; ils sont du reste faciles à être enlevés et nettoyés.

Plus récemment, en i83o, M. William Taylor a pris «ne patente pour un procédé destiné à pourvoir aux mêmes inconvéniens sans nécessiter l'arrêt des fonctions de l'appareil évaporatoire. Il consiste dans l'adjonction d'un tube inférieur à l'appareil, et qui fait suite avec lui en se prolongeant dans toute la longueur de la chaudière; ce tube , fig. a4, est

muni d'une valve à une de ses extrémités, par laquelle on expulse une partie de l'eau qu'il contient, laquelle eau , par sa position abaissée, par rapport à l'appareil, est éminemment saturée des substances déposées. Il s'aide, à cet effet, de la pression intérieure delà vapeur contenue dans le bouilleur, a, a est la chaudière, elle est cylindrique, son foyer est intérieur ; c est le vaisseau à dépùts. Quand l'appareil est placé au-dessus de son fourneau , l'auteur place deux systèmes semblables à côté et dans les parties latérales du fourneau. Les droits de M. Taylorà cette invention sont contestables, car son procédé a été employé avant la date de son brevet. Du reste c'est un accessoire d'une utilité très grande.

Relativement aux dépùts considérables de sels qui se produisent dans les chaudières des bateaux a vapeur marins ; il est indispensable, dans les longs voyages, d'arrêter leur marche pour renouveler intégralement l'eau des chaudières. Car, si on continuait le chauffage après qu'une grande quantité de dépôts se fussent produits, on ne pourrait obtenir de la vapeur qu'avec le secours d'une grande consommation de chaleur, et cette chaleur

e3( DES CHAUDIÈRES,

intense attaquerait le métal dont les chaudières sont fabriquées.

Pour obviera de si grands inconvéniens , MM. Mandsley et Field ont proposé une méthode par laquelle l'eau de la base de la chaudière est 'constamment renouvelée. Ces mécaniciens établissent, que si l'on extrait de la chaudière le 20 ou le 3o pour cent de l'eau concentrée en saumure , il en résultera un certain, degré de salure dont on n'aura rien à redouter, quelque longue que soit l'action de l'appareil evaporatoire, la portion d'eau enlevée par cette extraction étant, bien entendu, remplacée par une pareille quantité d'eau de mer naturelle. L'extraction de la saumure de la base de la chaudière est opérée par le moyen d'une pompe qui enlève la quantité d'eau déterminée plus haut, et qui est mue par ia machine.

Le travail de cette pompe, toutefois, ne doit commencer que lorsque l'eau a acquis un certain degré de saturation. 11 faut pour cela qu'elle contienne cinq fois autant de sel que l'eau de mer commune ou naturelle,; après cette époque, la pompe à chaque coup enlève Butant de sel qu'il s'en dépose par suite de l'évaporation de l'appareil. Par ce

DÈS CHAUDIÈRES. i35 moyen, l'eau de la chaudière ne saurait jamais acquérir un plus haut degré du saturation que celui qu'on a déterminé plus haut ; que la machine fonctionne aveo vitesse ou lentement, la quantité d'eau extraite de la chaudière est toujours remplacée par une pareille quantité d'eau naturelle, et on évite ainsi un des plus graves inconvéniens auxquels les bateaux à vapeur marins sont soumis dans les voyages de long cours. Ensufte MM. Mandsley et Field ont proposé de faire passer l'eau chaude dans une capacité semblable à un réfrigérant, contenant une série de tubes d'un petit calibre. Au travers de ces tubes plongés dans l'eau chaude provenant de l'extraction, passe l'eau naturelle destinée à la remplacer, et qui s'échauiïant par ce moyen, restitue à la chaudière la portion de chaleur enlevée par cette raîme extraction.

En i8i^,M. Smith introduisit dans les salines de Lancashire, un procédé pour produire l'évaporation de l'eau salée, au moyen de la vapeur à haute pression, agissant audessous des bassins réservoirs. Mais comme dans le principe, ces bassins étaient d'une grande étendue, ils ne purent d'abord soutenir la haute pression de la vapeur, et l'in-

il6 DES CHAUDIÈRES.

Tenteur se trouva dans la nécessité de modifier son appareil pour lui donner la solidité requise. Les fonds des deux capacités furent, ainsi qu'il est représenté dans la fîg. a5, Jiés l'un à l'autre au moyen de tirans et d'écrous; il parvint ainsi à construire un générateur de vapeur à haute pression très efficace, et pour lequel il prit une patente dans laquelle il spécifie qu'il le regarde comme très applicable aux machines à vapeur. Une de ses modifications consiste dans l'addition d'un bassin supérieur a, les plans de ces capacités ont une forme de parallélogramme, et les tirans sont placés à une distance de 9 pouces les uns des autres, dans toute l'étendue de la superficie de ces mêmes plans. L'eau alimentaire est fournie par une pompe foulante, telle qu'elle est représentée dans la figure, et chaque capacité est munie de plusieurs robinets destinés a marquer la hauteur du niveau de l'eau et l'état de la vapeur.

e, e, sont les tubes expulseurs de la vapeur;

f, g, sont des soupapes de sûreté adaptées à chacune des capacités, La patente spécifie que deux pouces d'eau sont nécessaires dans la capacité inférieure, tandis que l'autre en est ù moitié pleine. Par suite de l'ébullition de

DES CHAUDIÈRES. <ï 3 l'eau inférieure, la surface sou3-jacente de la capacité supérieure s'échauffe ; il en résulte uoe condensation et une reproduction de vapeur successive, et l'eau du vase supérieur ne tarde pas à se réduire en vapeur d une température uniforme. Quoique l'étendue des surfaces chauffées soit favorable pour engendrer avec abondance et rapidement de la vapeur, cependant la multiplicité des tîrans et boulons, dont cet appareil est fourni, augmente la difficulté de le rendre parfaitement étanche.

En général, les courans de flammes dans la plupart des chaudières à vapeiîr, sont horisontaux et plus ou moins étendus. La flamme les parcourt et remonte ensuite dans la cheminée; quelquefois elle y passe en descendant, et dans la plupart des cas, on cherche par des moyens plus ou moins ingénieux, à lui faire parcourir plusieurs routes détournées, afin de ta dépouiller autant que possible de la chaleur qu'elle contient. M. Joseph Gibbs a imaginé une chaudière qui possède par son originalité des droits à l'attention publique. La forme de la chaudière supérieure es,t cylindrique, un tube vertical inférieur d'une grande capacité et longueur lui est adapté à

i38 DES CHAUDIÈRES.

sa base; le premier vaisseau contient de t'eati jusqu'aux quatre cinquièmes de sa hauteur, l'autre cinquième étant réservé pour la vapeur; le tube inférieur est plein d'eau. Au milieu du vaisseau supérieur se trouve le foyer, et l'air nécessaire à la combustion s'y introduit par un tube placé en dessus. L'eau du vase supérieur s'échauffe la première , et la flamme ou l'air échauffé descend dans un tube situé au milieu du tube descendant dont nous avons parlé plus haut, qui est plein d'eau. Elle passe de la à là cheminée adaptée au fond de ce tube. Pour allumer le feu et établir le tirage, on. place temporairement au-dessus du fourneau un tube vertical qui fait l'office de cheminée , et qui communique même avec celle qui part du fond de l'appareil. Le feu étant allumé, on relire la cheminée temporaire, et le tirage continue en se dirigeant vers le fond de l'appareil. Par cet arrangement, M. Gibbs profite de tous les gaz résultant de la combustion, encore qu'ils soient en contact avec l'eau froide alimentaire qui arrive par la base de son appareil. Dans la spécification de son brevet, M. Gibbs a aussi mentionné une disposition qui consiste en un long cylindre bouilleur horizontal, muni

DES CHAUDIÈRES. i3 fl de trois branches descendantes, et un autre auquel est adapté un fube descendant en forme de zigzag; quoique cette dernière partie de l'appareil soit d'une construction facile, elle n'est pas aussi favorable pour rétablissement des courans descendans.

L'action partielle résultant de l'inégalité de la chaleur dans la plupart des bouilleurs, produit dans l'intérieur de ces capacités des courans particuliers qui ont été l'objet de plusieurs observations. Ce mouvement du fluide a donné naissance à plusieurs inventions, dont le but a été de produire une économie dans la production de la vapeur; M. Jacob Perkins s'est fait remarquer par deux procédés (i83i et i83a), pour lesquels il s'est muni de brevets. Hais la nature procédant elle-même, sans l'assistance d'aucun moyen mécanique particulier, à la circulation du fluide en question, nous ne donnerons qu'un aperçu succinct des moyens employés par Perkins.

le premier consiste à faire mouvoir dans l'intérieur des bouilleurs des surfaces de métal ou des caisses destinées a déplacer )fe liquide. Le second a augmenter tellement ces capacités en mouvement qu'il ne reste eu-

Uo DES CHAUDIÈRES.

tr'elles et les parois internes du bouilleur,

que quelques pouc«s d'intervalle.

Il faudrait un bien grand ouvrage pour décrire tous les appareils de diverses formes, qui ont été imaginés en vue d'économiser le plus possible le combustible destiné à la production de la vapeur; en nous bornant à signaler ceux qui sortent de la ligne ordinaire, nousn'avonspas encore fait mention des chaudières affectées au service des bateaux à vapeur.

Dans celles-ci, la condition essentielle est que l'aire, le fourneau, soient entièrement entourés d'eau, de manière à n'être en aucune manière en contact avec l'intérieur du vaisseau. Nous donnerons la description de deux chaudières de ce genre.

Les dessins, (fig. 26, 27, 28), montrent la chaudière du bâtiment à vapeur, l'Uniled K'mgdom. Cenavirea i!\ 8 phds de longueur et est muni de deux machines de la force de 100 chevaux chacune, qui sortent de la fabriquede M. Napier, de Glascow. Cette chaudière a a5 pieds et demi de long, 19 pieds de largeur et 8 pieds et demi de hauteur. Huit fourneaux/-, 6, suivis de leurs carneaux prolonges jusqu'au fond de la chaudière, munis de leurs grilles c, c, servent à l'éta-

DES CHAUDIÈRES. 14 r

blissement des feux. Un carneau transversal d, s'étendant dans toute la largeur de la chaudière, correspond à l'ouverture de chacun des huit carneaux; un retour de flamme s'opère dans d'autres carneaux e, e, correspondant aux premiers, et ces derniers viennent s'adapter ;\ un second carneau transversal /", au milieu duquel aboutit la cheminée g. Les robinets h, A, h, sont destinés à s'assurer du nireau de l'eau dans la chaudière ; et on a aussi ajouté un tube de verre t, i, muni de deux robinets l'un en dessus l'autre en dessous, dans lequel on voit à chaque instant le niveau de l'eau, quand ces mêmes robinets sont ouverts. Il est nécessaire de les ouvrir tous les deux pour cet objet afin que la pression dans le tube s'équilibre avec celte de la chaudière.

Dans les figures 2g, 5o, 3i, on a représenté la disposition d'une chaudière particulière due^à M. Stunstrup, suédois. Elle se divise en deux capacités a, et b , mises en communication au moyen de tubes verticaux. Les figures 3o et Si, montrent une section transversale et longitudinale de cet appareil, les mêmes lettres dans chacun des trois dessins, se rapportent aux mêmes parties, a, est la capacité

ûa DES CHAUDIÈRES,

supérieure ou chambre de Tapeur; b, la capacité inférieure communiquant arec la supérieure par les flancs, et ensuite par les tubes verticaux c , c ; d est la grille où le feu prend naissance; e, l'arceau du fourneau; f, le cendrier ; g, la naissance de la cheminée entourée d'eau ; h est le réservoir à Tapeur et k le trou d'homme. Il faut remarquer que les tubes Terticaux c, c, serTant également a soutenir le vaisseau supérieur et à établir une communication entre les deux capacités, reçoivent, par leur position dans l'ûtre, la plu3 grande somme de chaleur, et fournissent plus de Tapeur que les autres parties de l'appareil; ceux qui sont très près de la grille , eo particulier, produisent beaucoup de courans ascendans et descendais qui sont jugés très favorables à la production de la vapeur; en outre, par suite de la grande capacité de l'âtre, quelqu 'abondant que soit le feu, il est avantageusement utilisé par le concours de la cloison e.

Nous avons déjà suffisamment expliqué les moyens usuels par lesquels on alimente les chaudières ditus à tombeau. Toutefois la nécessité indispensable d'alimenter avec régularité les chaudières, a beaucoup «eroé

DES CHAUDIÈRES. Uï l'imagination des constructeurs; nous allons terminer cet article par la description d'une méthode efficace et simple pour laquelle M. W. Taylor a pris une patente. Dan3 le dessin (fig. 3a); a représente une portion de' la chaudière ; b est un réservoir d'eau alimentaire hermétiquement bouché; c est un tube qui apporte i\ cette caisse l'eau alimentaire, il est muni d'une soupape en d, ouvrant de dehors en dedans; e est un tube de vapeur partant de la chaudière, et s'alongeant jusque dans la partie supérieure de la caisse, et c est le tube à eau , prenant naissance au fond de la caisse d, et communiquant avec la chaudière à vapeur. Ces deux tubes portent chacun un robinet f, f, muni d'une queue à fourchette destinée à recevoir un appendice de métal supérieur à la tige d'un flotteur k. Cette tige passe au travers d'une boîte à étoupe fixée au dôme de la chaudière. Cela posé, quand par suite de l'évaporation, le niveau de l'eau baisse dans la chaudière, le flotteur descend, et dans ce mouvement entraîne les deux leviers des robinets qui s'ouvrent; alors la vapeur monte dans la caisse à eau par le tube e; la pression s'équilibre avec celle de la chaudière, «t l'eau

s'épanche dans son intérieur par le tube g, jusqu'à ce que le flotteur remontant opère la fermeture des robinets, par un mouvement contraire au précédent. Plus tard la condensation s'opère dans la caisse b; le vide s'y opère, et l'eau se fraye un passage parc, jfu travers de la soupape d.

Des chaudières tubulaires.

On entend par chaudière tabulaire, un appareil composé d'une plus ou moins grande série de petits tubes d'un faible diamètre et d'une épaisseur proportionnée , dans lesquels on n'injecte que tout juste la quantité d'eau nécessaire pour produire un ou plusieurs coups de piston. Ces tubes sont fortement chauffés, et destinés à produire de la tapeur à haute pression. M. Gurney, professeur de chimie a Londres, est un de ceux qui se sont appliqués avec le plus de persévérance, à adapter des pareils systèmes aux voitures locomotives. Ce professeur, dans ses expériences, avait trouvé que les rotions généralement admises sur la chaleur n'étaient pas correctes, et que l'étendue des surfaces de chauffe, affectées ordinairement aux chaudières étaient exagérées. Que leur puissance;

DES CHAUDIÈRES. n S «vaporatoire dépendait plutôt de leur forme que deleur étendue. Il lui paraissait évident que si, avec une disposition spéciale dclasurfacfr de chauffe, on pouTaït lui affecter une grande provision de chaleur, un système de chaudières semblables pourrait être adapté avec avantage aux voitures destinées à servir sur les roules ordinaires. II avait trouvé que les surfaces métalliques abandonnaient la, chaleur dans un rapport inverse de leur épaisseur, et que l'intensité de la chaleur produite par la combustion était en proportion de la quantité d'oxigène qu'on lui fournissait. Ces deux faits établissaient l'avantage qu'il y aurait a construire un générateur d'une surface de chauffe bien moindre que celle affectée jusqu'à présent aux chaudières. D'autres mécaniciens ont mis en usage des petits tubes dans lesquels passait l'eau qui devait Etre convertie en vapeur, en se ménageant toutefois une provision d'eau supérieure aux systèmes de tubes, et avec laquelle ils étaient en communication.

De pareilles dispositions sont défectueuses sous plusieurs rapports. Il arrive d'abord que l'eau quelquefois surchauffée dans les tubes en question , produit dè là vapeur d'une plus

forte élasticité que celle qui est contenue dans la partie supérieure des appareils évaporatoires munis de pareils systèmes; que la vapeur ainsi produite chasse l'eau de ces capacités sans qu'un courant d'eau descendant puisse la remplacer. Il en résulte que les tubes s' ('chauffent avec excès, et se détruisent prompte ment en se brûlant.

On a essayé de remédier à de pareils inconvénient en dirigeant l'alimentation au travers des tubes en question, mais alors H arrivait un inconvénient bien plus grave; l'eau alimentaire plus froide que la vapeur formée dans les tubes générateurs donnait lieu à une condensation brusque, et l'eau de la chaudière venait par secousse et même par chocs violées occuper l'intérieur des tubes pour en être refoulée de nouveau.

Il arrivait également dans les chaudières où des tubes semblables furent employés, que la capacité réservée à la vapeur, n'était pas suffisamment étendue, et qu'une certaine portion d'eau se dirigeait aux cylindres, avec la vapeur destinée au mouvement des pistons.

Cet accident produisait des secousses de

DES CHAUDIÈRES. Uj pistons tellement violentes qu'il fallut nécessairement y pourvoir. M. Gurney, ainsi qua nous l'avons vu , quand nous avons donné la description de son appareil, eut l'idée d'y adapter un vaisseau particulier adjacent à sa chaudière, qu'ilappelle séparateur, en raison des fonctions qu'il lui attribuait. Ce vase contenait de l'eau et était en communication directe avec les tubes bouilleurs; cette eau n'était chauffée que par suiie du passage de la vapeur dans sa masse liquide ; elle était donc d'une température un peu moins élevée que celle de la vapeur, et au moment où cette dernière se disposait à traverser la masse, cette même vapeur ainsi chargée d'eau l'abandonnait en passant au travers du liquide, et se dirigeait seule vers la machine.

Ce moyen, tout ingénieux qu'il était, ne laissait pas que de compliquer davantage un appareil, qui, par sa légèreté devait être cependant rendu applicable aux voitures locomotives. ■ - Ces difficultés, particulières aux lubes bouilleurs, ont été aussi prévues par un Américain, Ewbanc; on verra comment à Partiels ou nous rendrons compte de» expériences

US DES CHAISIÈRES,

laites par le comité de Francklin , inr les explosions des chaudières ù Tapeur; mais ce r fsont pas les seules affectées aux petits tubes bouilleurs dont nous nous occupons.

II est extrêmement difficile d'empêcher les sédimens de s'accumuler dans l'intérieur d« ces tubes , et leur petit diamètre rend difficultueux leur nettoyage; on a bien trouvé des palliatifs à ces graves îneonvéniens, mais ces mêmes palliatifs ont encore une action destructive sur le métal même. Les moyens de nettoyage dont on a essayé, sont des ringards crochus quand les tubes ne sont pas coudés et sont assez larges dans leur canal intérieur; ou, dans les cas contraires, des solutions chimiques destinées à décomposer les sels ou les incrustations déposées.

Ces incrustations n'ont pas seulement l'inconvénient de produire un sure hautement des tubes dans l'endroit où ils se déposent, mais encore celui-ci, bien autrement grave d'être éminemment réfractaïre , et da nuira considérablement à la production de vapeur. Quelquefois elles se détachent spon^ tanément, laissent le mêlai surchauffé à découvert, et le cooUct immédiat de l'eau

DES CHAUDIÈRES. Ug contre le métal rouge, donne lieu a des accidens qu'il est facile d'estimer.

M. Jacob Perkins, dont le nom se lie comme celui de M. Séguier, à toutes les expériences curieuses qui ont été faites sur la Tapeur à haute pression, a employé un système de générateur d'une disposition toute particulière. Il consiste à chauffer à une très haute température , de l'eau dans un Tase bouché. Ce Tase est entièrement plein d'eau, et il n'y existe aucun espace réservé a la vapeur. Ce n'es* que par l'introduction d'une petite portion d'eau, refoulée dans la capacité intérieure de son générateur, qu'une pareille portion d'eau surchauffée s'en échappe en soulevant une soupape convenable ment disposée^ Cette eau est immédiatement convertie en vapeur, qu'il utilise ensuite de diverses manières. Mais ce que nous connaissons de la chaleur, et de la manière dont elle se comporte dans les cas d'équilibre de température, nous démontre que tout appareil dans lequel on emploie une pression trop élevée ne saurait être avantageux ni économique.

Les générateurs et les chaudières tabulaires n'ont pas eu de succès, et cependant on en a essayé de bien des formes différentes,

i Sa DES CHAUDIÈRES,

nous en avons spécifié plus haut les principales causes; mais on a été plus heureux en rctournantpour ainsi dire le problème, c'«stà-dire, en faisant passer la chaleur dans les petits tubes en question, au lieu d'y faire passer l'eau; ces petits tubes sont plongés dans l'eau de la chaudière, et, bien qu'aujourd'hui on ait éprouvé qu'il n'y a pas un très grand avantage à augmenter la surface de chauffe, en diminuant ces petits tubes en diamètre, pour en augmenter le nombre , cependant les Toitures locomotives sur les chemins de fer n'ont reçu une solution que depuis que cette disposition a été adoptée ; elle fut cnmplette quand on eut donné suite à l'idée de faire passer la vapeur expulsée des cylindres dans les cheminées. - .