CHAPITRE III

DB LA GONDEUSATION.

L'opération de la condensation consiste à soustraire le plus rapidement possible d'une capacité quelconque la -vapeur d'eau qui s'y trouve contenue, et cela par sa réduction im<médiate à l'état d'eau liquide. Quand le vase est bouché, la place qu'occupait la vapeur reste parfaitement vide, ou du moins, à peu de chose près, comme nous le verrons toutà-l'heure.

Dans le Manuel du Chauffeur de bâtiment à vapeur, auquel nous empruntons ce que nous venons de dire, nous avons aussi spécifié qu'en général la vaporisation des liquides pouvait être considérée comme le résultat de la combinaison du calorique s^vec les particu^ les du fluide, que le retour des mêmes vapeurs à l'état liquide pouvait s'entendre dans un âens inverse, c'est-à-dire comme résultant de la séparation du xnêuu caloriqut df tf ^

particules fluides qu'il divisait^ c'est cetto même séparation cpi constitue l'œuyre de sa condensation.

Pour condenser la vapeur d'eau, ou bien encore , pour lui soustraire son calorique assez spontanément afin que cette action puisse être utilisée dans les machines à vapeur, on a employé deux procédés qui consistent, le premier à injecter au milieu de sa masse , ou dans son trajet au condenseur, un filet d'eau froide, et le second à mettre la vapeur en contact avec des capacités maintenues froides au moyen d'un bain d'eau extérieur.

Si on refroidit un pied cube de vapeur à 100* jusqu'à la température de 40**, les onze dou%ièmes passeront à l'état liquide, la densité de la vapeur restante sera 12 fois moindre, et sa pression sera 14 fois plus faible. Cette vapeur est encore saturée , mais d'une manière relative à sa température c'est-à-dire à4o».

Le pied cube de vapeur contient environ :05o degrés de chaleur de vaporisation; ainsi donc, en admettant que la température est relative aux densités, celle qui restera dans l'appareil ne contiendra plus que -^ x 65o -• 54*" et l'eau produiu que H x 4o' "" ^ La

Tapeur primitive aura donc perdu 54* +86'»

«s 90° par l'effet de la condensation.

Dans l'origine des machines à vapeur, la condensation s'opérait dans les cylindres mêmes. On injectait dans leur capacité intérieure de l'eau froide; mais quoique cette méthode donnât lieu à une condensation spontanée, il en résultait aussi un inconvénient très grave, en ce que le cylindre était incessamment refroidi par suite de cette injection.

Aujourd'hui la condensation s'opère dans un vase séparé et formé, où s'injecte l'eau froide; et les tiroirs des cylindres mettent en tems convenable ces dernières capacités en communication avec le vase séparé, ou condenseur, de telle sorte, qu'il participe au vidé qui s'y produit.

L'œuvre de la condensation dépend : i" de la température à laquelle la vapeur doit être abaissée; 2» de la densité de la vapeur, et de son volume; 3° de la température de l'eau d'injection.

La chaleur totale de vaporisation étant de 65o% s'il est question de liquéfier à une température T une quantité N de vapeur, il faudra donc lui soustraire (65o*-— T)^ ce qui deman*

dera-5r;;^xN d'eau froide aune ten)pérature t

Soit N=4^ j T=r:4o« centigrades , et t==ia* on aura ~^xi^^y\^ d'eau ou à peu près Tingt-deux fois la quantité de vapeur à condenser. Si ï=5o% *=. i5" et N= i , on aura iiizii^i^ ou environ i^^ d'eau à i5* nécessaire pour convertir- en eau à 5o" i kilog.

de vapeur, œ étant la quantité d'eau à ^ de température nécessaire pour condenser un kilogramme de vapeur, la température de l'eau , après la condensation , sera égale à 6nn+rr ^^ g. a; = 20^ ct, *=ia, nous aurons

6i2ii^ «. 42,5 pour la température de l'eau après la condensation.

Dans les machines à vapeur à double effet, chaque coup de piston correspond à une consommation de vapeur double de la capacité du cylindre. De plus la vapeur n'étant pas dé- .tendue dans ces n^achines, on doit considérer sa densité comme égale à celle qui existe dans l'appareil évaporatoire.

Un cylindre de 5 pieds de longueur sur deux de diamètre, offrant une capacité égale à i5,7 pieds cubes; le double de cette capa«

cité nous donnera 5 1,4 pieds cubes de vapeur qu'il 3*agira de condenser. En admettant que la tension soit de 4»^ pouces au-dessus de celle de l'atmosphère. La densité de la Tapeur sera i5oo fois plus faible que celle de l'eau; ainsi donc^ en admettant que le pied cube d'eau pèse 60 livres, nous aurons pour le poids d'un pied cube de vapeur à la tension de 45 pouces, ~^ = 77 et nous aurons ù condenser à chaque coup de piston ^^ =1,22 livres de vapeur.

Or, en admettant la moyenne de ao livres d'eau froide à la température ordinaire de Tatmosphère pour la quantité nécessaire à la condensation d'une livre de vapeur, il en faudra donc a4^4 H^res : on en prend ordinairement 3o, c'est-à-dire un demi-pied cube.

Xelle est la quantité d'eau que la pompe à air doit enlever du condenseur à chaque coup de piston. La course du piston étant d'un pied et demi , sa surface devra être de 48 pouces car-

res.

D'après ce qui précède , on doit voir qu'il est nécessaire d'employer une grande quantité d'eau, pour n'obtenir qu'une condensation imparfaite; les résultats sont encore bien plus inférieurs quand l'eau do condensation est

DE LA CONDENSATION. Sg

moins froide^ ou qu'on Teut obtenir uxxt température plus basse après la condensa* tion.

La tension de la Tapeur à 5o degrés n'étant que d'un pouce moindre qu'à 4o», et comme il faut environ deux fois plus d'eau pour obtenir le premier état; il en résulte qu'il n'est pas ayantageux de pousser la condensation trop loin.

Si au contraire^ on ne voulait condenser la vapeur que jusqu'à-la température de 60 ou 70 degrés, une moins grande quantité d'eau serait nécessaire ; mais d'un autre côté la vapeur conserverait encore une trop forte élasticité.

Pour condenser une livre de vapeur jusqu'à ^o degrés avec de l'eau à la», on n'a besoin que de "IV/ =" ^o livres d'eau. Mais à cette température, la tension delà vapeur est encore égale à un tiers delà pression atmosphérique, tandis qu'à 4o<*, elle n'en est que le quart.

Dans le» machines de AVat, de moyenne grandeur, on estime ordinairement qu'un pied cube d'eau (36 k. environ) converti en vapeur, correspond à la force d'un cheval par beure ; on peut donc porter au moins à ao ki-^

6o DE LA CONDENSATION',

logram^^s, la quantité d'eau nécessaire à la condensation. Ainsi une machine de la force de yingt chevaux, exigera au moins 1 2000 kilogrammes d'eau froide par heure ou 200 par minute.

Une pareille quantité d'eau froide ne se trouve pas dans toutes les localités ; aussi un procédé au moyen duquel on parviendrait à employer toujours la même masse d'eau, ou qui permettrait de la refroidir assez pour la rendre efficace à Tœuvre de la condensation, serait un grand perfectionnement apporté aux machines à vapeur, particulièrement à celles qui sont adaptées aux voilures locomotives.

A ce sujet, voici la description d*un appareil de condensation applicable aux voitures locomotives des chemins de fer, pour lequel M. Nickoold'EIham,près de Cautorbéry, a pris une patente.

L'appareil ou plutôt le réfrigérant en ques* tion, consiste en une série de surfaces de métal ou d'étoffes, arrangées horizontalement à côté les unes des autres, et à égales distances , de manière à ce qu*un courant d'air frais atmosphérique puisse continuellement passer au travers en les enveloppant. Le réfrigérant

DE LA CONDENSATION'. 6t

est susceptible d'être ouvert au vent par les côtés; ou bien il est enfermé dans une boîte ou chariot ayant une chambre d'introduction et d'expulsion, percée d'une grande quantité de trous destinés à distribuer l'air frais avec uniformité. Un tube conduit ensuite l'air du réfrigérant au-dessous du fourneau de la machine à vapeur. L'eau qu'il s'agit de refroidir est refoulée par l'effet de la machine à la partie supérieure du réfrigérant, elle descend par sa pesanteur au travers des surfaces, dans un réservoir inférieur; elle supporte ainsi une réduction de température, par suite d'une évaporation partielle de sa masse même, et devient ainsi apte à être utilisée pour la condensation. Le réfrigérant doit être très rugueux, mais non pas trop poreux, de peur que l'eau qui a été introduite pour être refroidie, ne puisse s'accumuler en trop grande quantité. La superOcie du réfrigérant doit être, selon l'auteur, de loo pouces carrés par puissance de cheval , en supposant qu'on puisse disposer d'une brise fraîche.

Dans les machines ordinaires, le robinet

d'injection est constamment ouvert pendant

qu'elles sont en marche. L'eau qui en résulte

finirait par engorger le condenseur, si une

ea DE Ll CONDENSATION.

pompe spéciale ( la pompe à air ) n'ayait

pour but de l'eDleyer au Air et à mesure.

De plus, il s'amasse aussi de l'air dans lé condenseur, et il convient de l'en expulser.

L'eau ordinaire contient enyiron un yingtième d'air qui «e dégage dans le condenseuir par l'effet de la chaleur et de l'absence de pression qui existent dans cette capacité. La Tapeur elle-même en contient aussi qui ya s'ajouter à la première quantité.

On estime assez généralement que la puis* sance nécessaire pour faire mouvoir les pompes à air des machines de Wat, enlève fj ou •}j de la puissance totale de la machine.

Des robinets ou une valve à tiroir sont ordinairement appliqués aux tubes d'injection des machines; ils sont disposés de façon qu'on puisse régler, c'est-à-dire augmenter ou diminuer à propos le volume de l'eau d'injection. En même tems un baromètre appliqué au condenseur accuse à chaque instant la pression de la vapeur qui a échappé à la condensation.

Ce baromètre. n'a pas besoin d'avoir une longueur de 28 pouces, et ordinairement on né leur en donne que la moitié; on conçoit qu'il

ferait bien inutile qu'il fût à même d'indiquer les pressions correspondantes à la partie supérieure de récbellc barométrique.

L'opération de la condensation par suite d'une injection d'eau au milieu de la Tapeur donne lieu à quelques inconyéniens graves, qui depuis l'origine des machines à Tapeur, ont excité la sagacité des mécaniciens. Parmi ces inconvéniens , nous citerons particulièrement celui d'où il résulte qu'on ne peut renvoyer à la chaudière la même eau de condensation. On est bien dans l'usage d'alimenter les chaudières avec une portion de l'eau d'injection mêlée à la Tapeur condensée, afin de profiter du peu de chaleur qu'elle acquiert dans l'œuTre de la condensation. Mais la quantité, comme on Ta déjà tu, en est si petite, que le bénéfice qui en résulte est presqu 'inappréciable. Il en est de même des sédimens qui , par suite d'une distillation continue, finissent par s'épaissir an fond des chaudières et s'y durcir de telle façon, que le traTail du marteau et du ciseau à froid dcTient nécessaire pour les détacher des parois intérieures; plus tard, nous ferons mention des procédés imaginés pour contrarier l'accumulation des terres, des sels, etc.; mais ces moyens ne sont que

64 Dfi t A CONDENSATION,

des palliatifs^ qui ont le grave incoriTénient de consommer une grande portion de la chaleur interne de la chaudière, et qui nécessitent encore des appareils auxiliaires, qui , bien que très simples, ne laissent pas que de multiplier les organes d'une machine déjà passablement compliquée et les chances d'avaries. La méthode^ sans contredit, qui, avant que Hall n'ait apporté un changement complet de système dans l'opération de la condensation^ approchait de plus près du but désiré, était celle de Mandslay, car ce dernier, en alimentant sa chaudière d'une manière assez graduée pour que l'alimentation soitcontinuelle^ comme l'extraction qu'il produit au moyen de la pompe affectée à cette dernière fonction, profite en grande partie et d'une manière continue de la chaleur de l'eau d'extraction qui enveloppe son appareil alimentaire , tandis que par la méthode aujourd'hui employée presque généralement sur mer, on fait l'extraction à des époques plus ou moins rapprochées, en ouvrant simplement une issue de la base de la cjiaudière à l'extérieur du navire. L'eau saumurée s'échappe ainsi en plus ou moins grande quantité, et on n'en profite pas pour échauffer l'eau alimentaire^ ou du moins si on

le fait^ cela n'a lieu que par saccades et non pas d'une manière aussi graduée, aussi lente, et par conséquent aussi ejQicace que par le procédé de Mandslaj.

Tous les moyens qui ont été présentés jusqu'à présent par Wat, Cartwrigth, Freund, Érans, Brunnel, Clark, pour condenser la Tapeur sans injection dans la masse, n'ont encore fourni aucun résultat satisfaisant, et ne sont pas en usage. Ils peuvent, à peu près, se résumer en celui-ci.

On faisait passer la vapeur dans un réfrigérant plongé dans Teau froide, assez vaste et convenablement disposé dans sa capacité intérieure, pour mettre le plus de surfaces froides possible en contact avec la vapeur. Celleci, par suite de son contact avec les parois froides du réfrigérant, se condensait enseliquéfiant,et la température du réfrigérant était maintenue froide par un bain d'eau extérieur alimenté par la machine même.

Un défaut particulier à ce genre de condensation, consistait dans l'obligation où on se trouvait d'employer de vastes refrigérans en métal, à parois assez épaisses pour pouvoir résister à la pression atmosphérique résultant

du vide qui s'opérait à l'intérieur par rèfifet

dt ]a condensation; or cette épaisseur de métal était éminemment contraire à la prompte pén étration du calorique ou du froid, et par conséquent à une condensation rapide , telle qu'elle est nécessaire aux fonctions des machines à Tapeur. Tanctis que dans le procédé de HalU les tubes réfrigérans ayant un très petit diamètre , peuvent être tenus très minces et être encore assez solides pour résister à la pression atmosphérique extérieure quand le yide s'opère dans l'intérieur de çca mêmes tubes. Tel est le principal mérite du système de condensation de Hall que nous allons exposer.

. Hall admet d'abord qu'une surface métallique de 2800 ponces carrés estsuifîsante pour condenser 60000 pouces cubes de yapeurp^r minutes, quand la pression de cette même Tapeur ne dépasse pas de quatre livres par pouces carrés, la pression de l'atmosphère^ cette quantité de 60000 pouces cubes étant celle qui correspond à la force d'un cheval.

L'auteur ^dmct aussi que la quantité de tubes réfrigérans doit être de 5o par force de cheval, leur diamètre intérieur d'un demi pouce ^ leur longueur de trois pieds ^ ^nfio

DE LA condensation; 67

que la quantité d'eau froide à injecter^ doit être pour cette même unité de puissance, de 10 gallons (45,4^ litres).

Fig. 44 > A, est le cylindre à Tapeur ; Bfig. 44? e^ 4^ 6^ le lul)e ordinaire qui conduit la Tapeur au condenseur. G, fig. 44 ^^ 4^ 0^ fig. Z|5 reproduit sur une plus grande échelle le condenseur) est une section du condenseur ou réfrigérant. D, D^ des mêmes figures est une citerne (au travers de laquelle s'établit le courant d'eau froide) contenant les surfaces métalliques en forme de tubes a, a, a, lesquels sont ouyerts pour rcccToir la yapeur arrivant du cylindre moteur. E , E et F sont deux chambres ou capacités, communiquant ensemble par les tubes a, a^ a, adaptés aux deux plateaux b^ b, auxquels ils sont fixés, a^a^ fig. 4^5 représentent Textrémilé des tubes, et b^ bf les portions de plateaux auxquels ils sont fixés. S, S, sont des viroles presseétoupes. V, V, sont des petites capacités occupéespar de l'étoupeouducoton. Il est évident que la position verticale des tubes a, a, n'estpas indispensable, et que la position horizontale peut encore convenir, y est une surface métallique disposée dans la chambre E, E ^ percée d'une infinité de trous rapproché!,

f ,vf '

destinés à distribuer également la Tapeur à chacua des tubes a, a. G est un tube qui établit une communication entre le fond de la capacité F et la pompe à air H , fig. 44* Cette pompe est semblable à la pompe à air et à eau dont on se sert communément dans les machines à yapeur ordinaires. I, I^ sont deux tubes destinés à conduire le courant d'eau froide à la citerne D, D, avec laquelle ils sont en communication au moyeu des tubes c, c; cette eau arrive de la pompe J, par le tube Z. K, K, sont deux tubes semblables à I, I, avec des embrancbemens d , d, semblables k c^Cy pour conduire l'eau en dehors de la citerne. Il faut observer, que la pompe ou tout autre appareil employé pour produire le courant d'eau froide au travers de la citerne, doit être adapté aux tu<« bes K , R, et agir sur l'eau par exhaussion et non par pression. Les tubes 1,1, peuvent aussi simplement prendre l'eau d'un réservoir, laquelle s'introduira dans le condenseur par la pression atmosphérique^ L, M, fig. 44 et 45 , est un tube carré qui traverse la capacité E, £; ce même tube est traversé par une série d'autres petits tubes, tels que «, ^, do la même manière que la citerne Test par

les tubes a, a, a. Yoici maintenant comment cet appareil fonctionne.

Quand la machine est en action ^ la vapeur partant de la chaudière arrive au cylindre moteur, et après dans la chambre £9 £, par le tube B. Passant ensuite au travers des tubes Of a, a^ de la citerne, Tcau qui résulte de la condensation tombe et s'écoule dans la chambre basse, F et se rend à la pompe, H, par le tube G; le vide se produit dans les deux chambres aussi bien que dans les tubes a, a, a; l'eau de condensation se rend ensuite dans li». tube carré , L, M, en se mettant en contact avec les petits tubes «, e, qui le traversent; elle s'échauffe ainsi avant de repasser à la chaudière par les tubes N et 0.

Voici maintenant les moyens qu'emploie l'auteur pour distiller la portion d'eau nécessaire pour réparer les pertes résultantes et inséparables du travail de la machine, ainsi que pour proOter de la vapeur qui s'échappe par les soupapes de sûreté.

P , fig. 44? est ce qu'il appelle le vaisseau distillateur ; il est en partie plongé dans la chaudière, et est en communication avec l'eau froide de la citerne par le tube alimentaire Q. A son orifice supérieur^ est adaptée une

jQ DE LA CONDEN^ATro5.

Taire k, fixée par une tige à Textrémité d^uo leyier l, tandis que Fautre eztréniité du le- Tier est attachée au moyen d'un fil métallique^ au flotteur m; ce flotteur règle Tintroduction de Peau, et lui conserve la hauteur Toulue dans le Taifseau distillateur. R 9 R , QSt un tube destiné à conduire la Tapeur qui sort du vaisseau distillateur à la chambre supérieure du condenseur; le même vide qui existe dans cette dernière capacité, se produit également dans le vaisseau distillateur , et il. en résulte que l'eau soumise à une température de 312 degrés Fahrenheit (loo*" cent.) , l'est encore au Tide en question , ce qui augmente encore la rapidité de son évaporation.

Pour régler ensuite l'introdUction de l'ea'u alimentaire distillée , de manière à conserver le niveau de la «haudière à sa hauteur habituelle, un leTier 0, «, est attaché à un flotteur, n, au moyen d'un fil ipétallique qui traTerse sa paroi en passant dans une boîte àétoupes.

Le IcTier 0, 0, est fixé par son autre extrémité à un bras /?, lequel fonctionne dans l'intérieur du vaisseau distillateur , et est attaché à une Tahe q, adaptée à l'orifice du tube RR. Par suite d'une pareille disposition, quand le niveau de l'eau dans la chaudière est trop

bas 9 le flotteur n, s'abaisse^ et il en résulte l'ouverture de la valyc q; dés-Iors TéTaporation se produit jusqu'à ce que l'eau qui en résulte, renvoyée à la chaudière par la pompe à air, reproduit le niveau à sa hauteur habituelle , et fait ainsi remonter le flotteur. Quand ce dernier, par son élévation, ferme la valve, l'évaporation ou la distillation est suspendue. Il est évident que la vapeur du vaiseau distillateur sera condensée par son passage au travers delà citerne, et que l'eau distillée qui en résultera, s'ajoutera à celle produite par les fonctions de la machine , et que toutes deux passeront à la chaudière pour l'alimenter. Il est superflu de dire que les valves, qui règlent d'elles-mêmes l'entrée de l'eau et la sortie de la vapeur du vase distillateur, peuvent être remplacées par des valves ou des robinets à main.

Nous allons maintenant décrive l'espèce nouvelle de soupapes de sûreté que M. Samuel Hall emploie pour ne pas perdre la vapeur qui s'échappe par elles.

a, a, fig. 47 9 est un cylindre placé concentriquement à l'égard d'un autre ^, b. Tous les deux sont liés par leurs fonds , de ma^ Bière à former un espace annulaire enlx *cux.

7 a DE LA.» CONDENSATION.

Cet espace est destiné à contenir du mercure. Un troisième cylindre renversé r, r, plonge sa partie débouchée dans Fespace annulaife ^ et est maintenu dans sa position au moyen d'un levier supérieur V/,rf, suspendu par des tringles , ( l'une d'elles est indiquée par des lignes ponctuées, e). Les cylindres ttf a, et b^ b^ sont assujettis sur un autre cylindre /*, /*, ou tubulure qui est bouchée à sa base , mais qui communique cependant avec la chaudière. A, /, est un tube ouvert par les deux bouts, et joint par un d'eux au cylindre f, f\ l'extrémité s'étend, comme on voit, dans l'inléneur de /*, f. /, /, est une valve plate, destinée à glisser contre l'oriûce î, au moyen d'un guide ?7i, ûxè en /; n, est une petite ouverture pratiquée au centre de la Talve /, /, qui est fermée par une autre valve 0, destinée à glisser dans le châssis r, r, fixé sur le derrière de la valve i^ l; /?, est une tige attachée à la valve o; et q, est une seconde tringle î\x(i% à la valve /, /. Ces deux tringles sont guidées dans leur jeu, en passant dans des ouvertures de même calibre pratiquées dans la traverse r, r, qui est ùxqq au sommet intérieur du tube renversé c, c; et chacune d'elles est munie en dessus de la tra-

Verse r, r, d'un écrou. L'ouverture A, du tube hf if est liée à un autre tube qui sert à établir la communication ayec la chambre supérieure du condenseur ; c'est le tube S, fig. 44* Quand la pression de la vapeur n'excède pas l'habituelle, les TaWes conservent la position indiquée dans les ûg. ^ et 47 > et le cylindre renversé appuyé par le levier supérieur, reste en place; mais quand cette pression dépasse sa limite habituelle, au point de soulever le levifr d, rf, le cylindre renversé se soulève par la même raison , la valve suit le même mouvement, débouche l'ouverture n, et la vapeur excédante passe au condenseur. A cause du chemin perdu , existant entre la traverse r, r, et Téorou de la tringle q, la valve /, /, ne se soulèv-e pas encore; mais si la pression de la vapeur continue à s'accroître, cette dernière valve est soulevée, et débouche une large ouverture au passage de la vapeur. Quand cette dernière a repris sa tension ordinaire , le cylindre renversé retombe à sa place , ainsi que les valves /, t, et 0; par ce moyen la vapeur qui s'échappe de la soupape de sûreté est Utilisée; au lieu d'être expulsée dans l'atmo-

74 DEhk CONDENSATION,

sphère ; die retourae ii l'état d'eau dist dans la chaudière.

Avant que Hall produisît son systèir condeusation, on en arait déjà essay< France de semblables. On avait même éf yé que la condensation était plus pro quand les courans de vapeur intérieurs < courans d'eau froide extérieurs étaient c ses daus leurs directions. On s'esit aussi vaincu dans ces derniers tems^ que aérée était beaucoup plus apte à refroid tubes refrigérans, et cela s'explique facile par l'énergie évaporatoire de l'eau en pai condition de mélange; il résulterait de dernière expérience que l'intérieur des bour$ QU de la charpente 'demi-cylindri qu'on adapte ordinairement sur les roi aubes des bateaux à vapeur, afin de se server des éclaboussures d'eau qu'elles s< vent incessamment, serait une place très rable pour l'installation d'un système de densation ù sec. Telle est du moins l'idt M. Séguier, déjà si connu par ses essais sévérans et multipliés, et ses ingénl découvertes dans les machines à vapeu pliquées aux arts, ù l'industrie et à la na tiDn.

DE LA. COMBUSTIOIV. 7 5

CHAPITBE IV.

L^œufre de la combustion a été pendant XoDg-'iems regardée comme le résultat du dé- ^gement d'un certain principe particulier et subtil auquel les physiciens donnaient le nom de phlogistiquc, et que tous lés corps étaient supposés oontenir en plus ou moins ^ande quantité. Cette hypothèse, cependant, ne pouvait pas s'accorder aTcc une série de faits qui tendaient à prouver, qu'au lieu de se séparer d'un principe quelconque,

à plusieurs corps augmentaient en poids par «uite de leur combustion. Les métaux, en par-

- F tîculier, dans leur oxidation, présentaient un

• obstacle presqu'insurmontable à l'adoption de

• ce système, quand les découvertes de Schcele, I de Cavendish et Priestley, sur la constitution de l'air atmosphérique, de Black sur la chaleur latente , vinrent fournir au.célèbro Lavoisicr, les- fondemens de son ingénieuse et admirable théorie de lacombiistiôn.

Selon Lavoisier , la lumière et la chaleur

proTÎenneat de Foxigène de l'air, daos Finstant de sa combinaison ayec les corps combustibles. Et depuis I les chimistes de son école 5 ea agrandissant cette idée , ont rangé tous les corps en deux grandes séries, com-^ prenant les corps combustibles et les corps, comburans, ou soutiens de la combustion.

Cependant quoique cette théorie s'aocorde ayec la plupart des phénomènes de la comr bustion que nouç^obserrons journellement,, H' en est quelques-uns pour lesquels elle dcTient insuffisante. Elle n'explique pas, pjur exemple , à quoi tient le dégagement de calorique et de lumière, qui accompagne la combinaison de Toxigène ayec un comburant , et pourquoi dans quelques cas ^ cette combinais son peut avoir lieu sans qu'il y ait émission de ces- deux principes. Ainsi Toxigène s'unil à l'azote , au chlore et au mercure , sans qu'il y ait dégagement de calorique.

La distinction des corps en combustibles et comburans, peut également paraître imaginaire, car quelques-uns d'entre eux jouissent des deux facultés ; ainsi l'hydrogène sulfuré uni à l'oxigène, est un combustible; le chlore avec le potassium est un comburant; et le souffre uni au chlore et à l'oxigène agit

comme combustible ^ tandis qu'avec un métalj il devient comburant. Nous ne pouvons attribuer ces phénomènes à l'expulsion de la chaleur latente en conséquence de la condensation : car le protoxide de chlore, substance dénuée de tout principe combustible, à l'instant de sa décomposition, émet de la lumière et de la chaleur avec une violence explosive, et cependant son volume augmente d'un cinquième; de la m^me manière les chlorates et les nitrates traités par le charbon, le soufre, ou un métal, détonnent avec déflagration , et cependant le volume de ces substances combinées est beaucoup agrandi ; on ne peut pas non plus attribuer la production de chaleur église pendant la combustion, à la diminution de chstleur spécifique de la part des combinaisons résultantes, car daiis plusieurs cas^ il n'y a nullement lieu à diminution. Par exemple, la combinaison d'oxigène et d'hydrogène ou celle de soufre et de plomb se produit pas une plus grande altération dans les chaleurs spécifiques de l'eau ou du sulfure de plomb, que la combinaison de Foxigène avec le cuivre, le plomb ou l'argent, ou que celle du soufre avec le carbone n'en produisent dans les oxides, les carbures et les

sulfures qui en résultent. Ce qui précède, et beaucoup d'autres faits semblables, prouvent que l'oxigène n'est pas l'agent indispensable de la combustion ; que l'émission de h chaleur ne peut être attribuée simpleinent ai départ du gaz et de la chaleur latente ; qui des effets semblables peuvent être' produit par l'action chimique et réciproque des substances entr'ellcs, peut-être aussi par leur re lation électrique,«f)ar la grande mobilité imprimée aux particules de la matière. Tel es du moins le résultat des recherches savante de sir H. Davy.

Les matières combustibles qu'on emploi»

le plus ordinairement pour produire la va peur nécessaire au mouvement des machines sont la houille, le bois et le co ke. Quellejqu soit la consommation énorme, qui se fasse d la première de ces substances , depuis que le machines à vapeur ont été appliquées à 1 navigation , et à presque toutes les industries il paraît que la quantité qui s'en trouve dan le sein de la terre est tellement considérable qu'on ne peut encore prévoir à quelle épo que les mines de houille pourront être épui sées. Plusieurs d'entr'elles , d'une qualil moyenae ou inférieure ne sont pas en cor

exploitées, mais trouveront plus tard leur emploi. Les Anglais ont calculé que les mjnes du pajs de Northumberland et Durham^ étaient encore capables de fournir du charbon pendant 1700 années, et on n'en retire pas • moins do 16 millions de tonneaux (environ 16, 00 0,000,00 ode kilo grammes) par année; et quand ces mines seront épuisées, le pays de Galles du sud, sera à même d'en produire encore pendant 2000 années.

Mais ce n'est pas'autanflç prix du combustible, que le volume qu'il occupe à bord des bateaux à vapeur, qui doit exciter les méditations des mécaniciens sur le meilleur parti à eu tirer. En effet le service de la navigation par la vapeur, a été jusqu'à présent limité à une navigation presque de cabotage, et la plupart des essais faits pour l'appliquer aux navigations de long cours , ont échoué par suite de l'exiguité des provisions de combustibles. Il est encore un moyen pouç arriver à de pareils résultats, et qui doit mériter de fixer l'attention des navigateurs : c'est de ne fixer l'emploi de la puissance de la vapeur qu'à l'état d'exception, de vent contraire ou dé calme, et nou pas d'en faire une consommation normale, même lors des vents favorables. Dii

8o UE LA COMBUSTION,

procédé mécanique qui sous ce point de Tue^ atteindrait '\ ces conditions, doublerait iniiné-' diatement les approyisionnemcns, et réduirait de moitié les dépenses de combustibles, et l'usure des appareils éyaporatoires. Il n'est pas de navigateur qui ne sache que les vents sont susceptibles d'aider à la route du yaisseau pendant au moins les cinq huitièmes des traversées, et il est par trop singulier d'êtreobligé défaire tourner constamment des roues à aubes, et même avec une grande vélocité, quand une force supérieure à celle de la vapeur pourrait si souvent imprimer aux navires un sillage plus considérable.

D'après les expériences les plus récentes, il paraîtrait qu'un kilogramme de houille de bonne qualité ^ peut élever à la température d'un degré centigrade, la quantité moyenne d'eau de ^o^ia k. , ou réduire en vapeur à basse pression de 105"* *^*''** une quantité de 6 k., 5d'eau prise à io\ M. Clément a trouvé des résultats bien supérieurs, puisqu'il est parvenu à vaporiser lo k.,8 d'eau prise à zéro avec un kilogramme de houille ou de coke de bonne qualité.

Le bois de pin sec, d'après Rumford peut élever d'un degré centigrade une quantité de

9010 kilo^ammes d'eau , ou cooTOFtir en va*, peur à basse pression ( loS**) enyiron 3 k. , i, d'eau prise à lo*. Pour le bois de chêne sec^ le même expérimentateur a trouyé 3i5o k. , et4k.,a5.

Les houilles ou charbons de pierre ^ dan», leurs qualités 9 varient à llnfini. Il qu est qui après leur^combustion ne donnent que sept pour cent de qendres ou résidus et le char- * boii menu ne 'produit qflie les 7 de Teffet de bonne houille en roche et de même qualité.

Malgré les expériences de Rumford sur le chêne, il paraîtrait probable que toutes les espèces de bois sec peuvent, sous le même poids, donner la même intensité de chaleur;:

d*après cela, à volume égal, l'effet produit varierait comme leur poids spécifique.

Quand on a en voe la construction d'une machine à vapeur, on connaît la quantité et Tespèce de vapeur qu^elle doit produire , et c'est ordinairement sur cette base que toutes les parties de la machine sont mesurées dans leurs dimensions. L'étendue des grilles, lo diamètre de la cheminée et la surface de chauffe, sont d'une haute importance pour la quantité de vapeur dont il sera nécessaire de pouvoir disposer, et il est bien reconnu au-«

8« TX. LA COMBUSTION.

jourd'hoi qu'il est infiniment avantageux d'à*

gir avec de grandes surfaces de chauffe.

Quoique les relations entre les petites machines à vapeur et les grandes, ne soient pas tout-à-fait les mêmes pour la consommation en combustible, l'étendue des surfaces chauffées, Taire des grilles, etc, on est cependant convenu de rapjporter toutes ces ^antités à l'unité de force géiiéralement^adoptée qu'on appelle puissance de cheval.

Ainsi par exemple, la quantité d'eau consommée par puissance de cheval est d'environ 3o litres par heure ; des expériences multipliées ont prouvé qu'un mètre carré de surface chauffée est suffisant pour la vapoririser avec excès. Mais cette surface de i mètre carré est trop grande pour les grandes machines ; or , comme* il est extrêmement facile de modérer les feux quand la production de vapeur est trop grande, tandis qu'il est à peu près impossible de pourvoir à rinsufiisance d'une petite chaudière, nous recommandons de donner cette étendue à la surface exposée directement au feu. D'après Tredgold, on ne devrait donner au plurpour une machine à haute pression que p, 9,5" par puissance de cheval; maia^nous avons éprouvé

plusieurs fois dans de petites machines, que cette étendue était insuffisante quand on ne s'aidait pas d'un ventilateur mécanique pour augmenter l'activité du feu, ou que la vapeur même expulsée de la machina n'était point renVoyée à h hase de la eheminée pour élever la température des gaz, ou de l'air échauffé provenant de la combustion^ et favoriser ainsi le tirage. Généralement les chaudières qui produisent avec abondance de ia vapeur, sont plus économiques qtie celles qui ne fournissent que tout juste la quantité nécessaire aux fonctions de la machine. Il est extrêmenftnt facile de modérer un feu trop actif, tandis qu'on échauffe en vain, et souvent aux dépens d'une très grande mstfse de combustible une chaudière qui n'a que tout juste les dimensions nécessaires, et dant les qualités, par suite d'un service un peu continu, peuvent diminuer. Cette diminution est ordinairement le résultat des cendres entraînées par le tirage des particules de scories ou de la fumée qui se déposent dans les carneaux ou conduits , et qui sont toutes éminemment réfractaires outrés peu conductrices de la chaleur.

Les quantités de vapeur que peuvent pro-

diiîre les appareils éTaporatoires^ dépendent aassi beaucoup de leurs formes : les surfaces de fonds supérieurs des fourneaux sont celles qui en produisent le plus , et les formes plates sont les plus avantageuses ^ surtout quand elles sont un peu concaves. Les chaudières de formes cylindriques produisent un peu moins de vapeur.

L'épaisseur du métal contribue encore beaucoup à modifier les qualités évaporatoires des appareils ^ et les chaudières en fonte de fer^ par suite de leur épaisseur, sont désavantageuses sous ce point de vue; outre qu'elles ont le défaut de se brûler ou de se gercer dans celles de leurs parties qui sont exposées directement au contact du feu.

La quantité d'air nécessaire à la comBus- ^ tion de 5 à 6 kilogrammes de houille, qui représentent à peu de chose près la consommation relative à la force d'un cheval, a été calculée devoir être, d'après Treàgold, de 54 à 6o mètres cubes par heure. Pour le coke, ce serait 6o mètres cubes, et pour le bois^

L'étendue de la surface des grilles doit être aussi proportionnée à la quantité d'air nécessaire pour alimenter la combustion^ et on

adopte généralement un décimètre carré dé surface par puissance de cheral, eh àjant soin de donner un peu plus de profondeur que de largeur à la surface entière de la grille, et d'augmenter cette surface si le. combustible employé est du bois, p ^

JLa hauteur, et principalement le diamètre des cheminées sont d'une grande importance pour obtenir une combustion complète, rire et efficace , et les expériences de M. Darcet ont démontré jusqu'à Téyidence, combien la Surface de section ou le diamètre des cheminées influait dayantage sur le tirage, que la hauteur exagérée qu'on a été jusqu'à présent dans rhabitude de donner aux cheminées. Une surface de section de cheminée de deux décimètres carrés par puissance de che- Tal, parait satisfaire à toutes les conditions d'une combustion efficace. Il est facile de se rendre raison de la manière dont s'opère le tirage dans les cheminées.

Quand un fourneau est privé de cheminée, il n'existe pas plus de raison pour que l'air nécessaire à la combustion se fasse issue par le cendrier plutôt que par la partie postérieure du fourneau où prend naissance la cheminée.

Hais dèe que cette partie est surmontée d'un

tube quelconque , de manière à dépasser lé niveau de l'ûtre, l'air dilaté dans la cheminée deTient plus léger que celui qui se précipite sous la pression de .Vatmosphère par le cendrier ; l'équilibre est rompu , et un courant d'aiV plus ou moins violent se prononce de l'âtre à R cheminée. On peut trèsbien comparer cet effet à celui que présentent les siphons dans leurs fonctions. Quand les deux tubes d'un siphon sont d'égale longueur^ l'eau ne s'écoule pas, il y a équilibre de part et d'autre; mais dès que la. branche d'écoulement est alongée d'une très petite quantité , l'écoulement se prononce aussitôt , et il est proportionné au calibre du tube. Peu importe après cela, que la longueur de la branche d'écoulement soit plus grande, dès qu'elle a dépassé la longueur de l'autre branche cela suffit; la vitesse de Vécoulement varie infiniment peu par suite d*un alongement plus grand. Ce serait encore en vain qu'on augmenterait en dimension le tube extérieur en lui donnant, par exemple, la forme d'un entonnoir, l'écoulement serait toujours proportionné au plus petit ^calibre du siphon, et le filet d'eau s'écoulerait au travers de la masse suspendue sans augmenter icn quantité.

DE LÀ COMBUSTIOB^. 87

Il est éyiden^ que pour augmenter le Tolume de Teau écoulée, il suffit d'augmenter les dimensions du siphon, non pas dans la longueur de la branche d'écoulement, mais dans la largeur de section, et de telle sorte qu'il n'y ait aucun étranglement dans le canal intérieur.

L'air non comprimé agissant sous la pression de l'atmosphère , obéit à une même loi.

Et ce que nous Tenons de dire démontre pourquoi le plus petit tuyau placé sûr un fourneau, peut déterminer instantanément le tirage, et pourquoi M. Péclet, dans ses expériences, a trouvé qu'en triplant la hauteur des cheminées, la vitesse du tirage dans quelques cas , n'était pas augmentée de ^ : tandis qu'elle devenait sensiblement plus grande en augmentant la surface de section des cheminées , et surtout en donnant à la fumée une plus haute température , ce qui dérangeait évidemment davantage l'équilibre.

gg DES CHAUDIÈRES.

CHAPITKE V.

Quatre (pialités principales constitueQt les bonnes chaudières des machines à Tapeur. La première consiste dans leur solidité obligée pour résister à la pression de la Tapeur. La seconde^ en ce qu'elles soient capables de produire une quantité suffisante de Tapeur. La troisième y en ce qu'elles soient construites d*une manière durable sans ce-« pendant dépasser les prix rçdaonnables. Enfin^ la quatrième consiste en ce qu'elles puissent se serTirareç commodité et qu'elles n'exigent pas trop de bras pour ce même serYice. 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 j^ sont le fer et le cuiTre. Quelques-unes cependant ont été fabri(|uées 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 mauTais

conducteurs de la chaleur, il en résultait peu de perte par suite du rayonnement^ et de Téconomie dans la consommation du combustible. Leur prix comparé â celui des chaudières en métal était également moindre ; elles furent essayées en Amérique par le chancefier de Livingston et M. Anderson.

Les chaudières en pierre furent essayées par M. Brindley^ qui en 1766 exécuta une machine à vapeur à Newcasle-sur-Tyne arec une chaudière de cette espèce. Elle était fabriquée SYfc des briques et des pierres fortement cixouelitée s ensemble, et Teau était chauf:; fée au moyen de tu^ux en fer compris dan^ rîptèr^ur de TappareiL

La matière dont une chaudière est fabrlf qnée est d'une haute importance sous le rapport de Téconomie du combustible. Tous les mêtaux'et matières ne conduisent pas également bien la chaleur. M. Despretz, quia fait des expériences très exactes sur le pour Toir conducteur de différentes substances , a pbteau les résultats suivans :

Or looq

Argent 975, o

iPiatiae 981, o

Puivre 898, 9

go DES CHAUDIÈRES.

Fer ....... 374, 3

Zinc .' 363, o ,

Étaîn 3o3, 9

Plomb 179, 6

Marbre 23, 6

Porcelaine ... 12, a

Briques 11? 4

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

Mais il y a d'autres considératioj^s qui doivent entrer en première ligne avadULde se déterminer à donner la préférence a un de ces deux métaux , c'est la force de cohésign rej^tivennent au prix. Il résulte de quelques expériences, <ïue la force cohésive du* cuivre a été quelquefois trouvée plus grande*; mais il faut croire que le fer qui servait de comp^aison était d'une très mauvaise qualité : car généralement on a éprouvé 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 à celle du fer en tôle, les constructeurs donnent la préférence au premier de ces deux métaux pour la fat^

DES CHAUDIÈKES. 9 c

briclation des chaudières, bien qu'il ait à soutenir la même pression de la part de la Tapeur (1). L'expérience a, je crois, établi comme positif que dans les cas d'explosions le cuivre se déchire, tandis que le fer se projette en éclats. Le prix du cuiyre est quatre fois plus éleyé 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 surfaces dé chauffe quand les chaudières sont fabriquées avec ce métal. Cette circonstance permet de réduire beaucoup le poids des chaudières en cuivre ainsi que les premiers frais d'achats. La réduction dans les capacités permettra également de diminuer l'épaisseur Su métal sans' altérer la solidité nécessaire de l'appareil; et quoique Je prix du cuivre sbil beaucoup plus élevé que celui du fer , il y aura lieu à compensation relativement à la capacité entière de la chaudière réduite à de plus petites dimensions. Quand une chau-

(1) On remarque, au désavantage da enivre , que les parties exposées directement au contact du combustible et parlicTiliérement de la houille, se sulfurent assez promptemcDt et deviennent aigres et faciles à jge gercer.

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 quarts, de sa valeur primitive. Toutes ces considéra* tiens nous portent à penser qu'après plusieurs années y Tusage des chaudières en cuivre est plus économique que cçlul des chaudières en fer.

Dans la construction des chaudières de formes ordinaires, les surfaces de chauïïe du fond doivent être d'une étendue suffisante pour absorber une quantité de chaleur capable de produire une somme de vapeur requise. Les surBsices latérales du foyer et des carneaux produisent peu 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 j 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 chau£fe.

"Watt a reconnu qu'un pied cube d'eau réduite en vapeur par heure, correspond à 1{\.

forée d'un cheval, et que cette quantité de^

DIS GHAUDIÈBJES. gS

rapenr peut être obtenue dans le même fema arec un fourneau bien construit , sur une surface de chauffe ^ contenant 8 pieds carrés. En pratique^ on donpe ordinaire-; ment à la surface de chauffe de fond^ 4 ou 5 pieds carrés par puissance de cheyal^ et autant à celles de côté.

Il est essentiel que la cbi^udiére contienfte 4 ou 5 fois plus d*eau qu'il n'en faut pour pro- 4uire la quantité de vapeur nécessaire autra- Tail de la machine^ et une quantité de Tapeur telle, que son élasticité ne soit pas considérablement diminuée à chaque coup de piston. Pour cet objet, la capacité de la chs^udière comprise entre soa dôme et le nireau de l'eau, contient ordinairemei:|t une quantité de Tapeur égale à 8 ou dix fois le Tolume du cylindre moteur, (i)

(i) Cette précaation de laisser à la vapeur un espace saffisamment grand, ne doit point être négligée, noli-sealement pour les causes spécifiées d-dessus, mais encore pour une autre non moins essentieUe. Quand le niveau d'eau est trop rapproché de la prise de vapeur, on que l'espace réservé à la vapeur est trop petit , il arrive que l'eau passe , avec la vapeur, dans les cyliqdres , et que les pistons ne peuvent plus fournir leur course. Il en résulte des chocs auiquels les soupapes adaptées aux b as des cylkidresne pourvoient

Dans les grands ateliers ^ on emploie deux et même trois chaudières ^ afin de pouYoir trayailler successÎTement à' leur réparation sans arrêter la machine. tJne chaudière .de

qu'imparfaitement. Dans les chaudières appliquées à la naTigation , il arriTe quelquefois que les mouvçn^ns- du navire produisent le même.effet par suite de l'oscillation de Teau contenue dans la chaudière. Et on a TU des pistons découronnés par les chocs violens qui en sont résultés.

Il y a plusieurs moyens de pourroir à de pareils défauts de construction. On peut ajouter des vases anxiliaûres deitinés à augmenter le réservoir de Tapeur, ou aloDger le tube qui sert de prise de vapeur dans rintérienr de la chaudière ; ce tube , dans la par* tie intérieure de la chaudière , au lieu d'être ouvert en an seul endroit , sera percé d'une infinité de petits trous qui donneront issue à la vapeur empruntée dès lors sur une pins grande étendue de la chambre de vapeur.

On peut aussi , et nous recomn^andons particulièremf^nt ce procédé, ajouter un petit vase d'eau ou séparateur tenu en communication directe par s^ hfise avec le haut et le bas de la chaudière. L'eau de ce Ttse aura constamment une température un peu infcrieure à celle de la chaudière. La vapeur sortant de la chaudière se fera jour au travers de l'eau contenue dans le petit vaae, se dépouillera de l'eau qu'elle entraine* et la prise de vapeur étant adaptée au sommet du rase auxiliaire*,* la Tapenr seule se dirigera Ters la machine.

réserve est d'une grande importance dans une usine 9 i)û il est nécessaire d'éviter le chômage.

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

La force et l'eûicacité des chaudières à vapeur dépend beaucoup de leur forme; la plus anciennement employée pour produire de la vapeur destinée à mouvoir les machines, est la forme sphérique ou denai-sphérique. Mais la forme de chaudières la plus généralement adoptée aujourd'hui ^ est encore celle duc au célèbre Watt.

Cette chaudière dont la ûg, 1" représente une section loqgitndinale , est assise sur un fourneau d'une construction ordinaire, a a, a, est la chaudière ayant un retour de flamme , 6,. au travers de sa longueur. La fig. 2, qui représente une coupe perpendiculaire à 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 con-

^ DÈS GHlUDI^tlëâ.

itamment couvert d^eaii.La flamme et la fuoiéei du fourneau dj passent d'abord au-dessous de la chaudière 5 ensuite dans le conduit bj elles ai4riyent alors sur le deyantde l'appareil. Là elles se divisent et passent k droite et à gauche de là chaudière le long des sur-^ faces latérales 5 dans deux conduits construits avec des briques ( on voit la section d*un de ces conduits en e, e^ ), pour enfin se réu*^ nir à la cheminée f, f.

La chaudière s'alimente d'eau j parle moyen du tube gj lequel est fait pour contenir une colonne d'eau proportionnée à. la pression de la vapeur dans la chaudière. L'extrémité su«> périeure de ce tube est munie d'une cuvette A. «est un flotteur fait en, pierre , suspendu par un fil de métal qui traverse une boite à étonpe j; ce fil est attaché A l'e:rtréBiité d'un levier dont la charnière est en ib/'Utaidis qu'à son autre extrémité est suspendu un poids l^ 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 iiabituelle, le flotteur descend aussi, la soupap« attachée au levier se soulevée , et permet à l'eau de la cuvette de tomber dans le fube g.

Les fonctions du tube g j ne se bornent» pas

lŒS CHAUDIÈRES. 97,

àsëi^tir à ralimentation de la chaudière, if contient aussi un flotteur en tôle^ lequel est suspendu à une chaîne* Cette chaîne passe sur deux poulies de retour^ et ya se fixer à un registre de fer py dest|né à obstruer plus ou moins le tujaa de cheminée et arrêter ainsi le tirage du fourneau. Par suite de cette installation, quand la pression de la yapeur est trop forte dans la chaudière, le flotteur de .tôle monte dans le tube ^, en obéissant à l'ascension de l'eau; le registre de la cheminée p baisse, et l'actiTité du feu diminue comme le tirage. ^ et r sont deux petits robinets jauges, qui serrent aussi à reconnaître l'état du niyeau d'eau dans la chaudière. Quand le robinet q accuse de l'eau, et le robinet r de la Tapeur, ce qui est facile à reconnaître^ en tournant leurs clés, le nireau est à sa hauteur Tonlue. Tandis que , si le robinet q fournit de la Tapeur, le nÎTeau est trop bas, et si le niteau 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 décrit est frappé. C'est un désordre sérieux auquel il importe d'appliquer immédiatement le remède, et , selon nous, il conyient aussitôt d'éteindre le feu, d'obstruer

le passage de l'air à la grille, et après, on * cherchera la cause de la perturbation pour y remédier sur le champ.

Pour connaître à chaque instant k pression qui existe dans les chaudières, on emploie un instrument appelé jauge à vapeur (manomètre à mercure): c'est un tube de fera syphon, *^lacé en ayant de la chaudière , et communiquant d'une part , avec la partie de cette capacité , occupée par la yapeur , et d'autre part, ayec la pression de Tatmosphère. 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 pouces 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 à monter d'un pouce , la pression qui tend à faire rompre la chaudière est d'une demi-livre par pouces carrés de la surface interne de la chaudière. En général; chaque deux pouces de dénivellation de L part du mercure, correspond à une livre de pression sur un pouce carré de surface interne de la chaudière. Ordinairement les échelles

ne dépassent pas B ou 10 ponces dans les machines à Tapeur à condensation y parce qu'on n'y dépasse pas non plus la pression correspondante à cette hauteur de mercure.

Pour prévoir à une plus grande pression, que cette que la cbautHëre est destinée à supporter, on'lui applique une soupape de sûreté u. C'est ordinairement une pièce circulaire de métal, taillée coniquement pour s'appliquer sur un siège également conique, qui correspond à une ouTcrture 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 se soulever, et à donner ainsi un épancHement libre à la vapeur de la chaudière quand elle est trop tendue. Dans les grandes machines, et particulièrement à bord des bâtimens à vapeur, on adSpte aux chaudières une seconde soupape de sûreté, enfermée à cléjdans une boîte ou cage grillée, de telle façon, que la- malveillance ne puisse, en aucune manière , surcharger le poids qui la maintient à sa place. Beaucoup d'accidens ont eu heu par suite d'une négligence à cet égard.

■ La vapeur qui s'échappe des soupapes de sûreté est ordinairement dirigée dans la cheminée ; un tube à vapeur est epiployé pour la

Loo DES CHAUDIÈRES.

.condoire à cette 4estiDatioD. v,v est le tube ^i conduit la Tapeur à la machine; une soupape à main Wf sert à en régler la quantité ; une autre, ;r, a le même office. Afin de pouvoir examiner et nettoyer, l'intérieur des chaudières, on m^énage à leur dôme une ouT^rture y, appelée trou d'homme. Cette ouTerture est bouchée, au mojen d'un plateau en fer qui s*j fixe au'mojea de boulons et d'èçrous , et ordinairement c'est sur cette plaque qu*on adapte la soupapie p, dite ^tmo-r sphérique. Cette soupape est destiiliée i s*enr ^ncer et à donner issue à l'air extérieur dan9 rintérieur de la chaudière, quand, p^r suite du refroidissement de Tappareil*, toute la Tapeur s'est condensée : on pourvoit ainsi aux écrasemens qui pourraient être la suite de la pression extérieure^e l'atmosphère suc-l'enveloppe extérieure de rappav.eil éTaporatoire. Les chaudières sont aussi munies à leurs parties J^asses d'un tube qui sert à l'expulsion de l'eau qu'elles contiennent.

Les chaudières de formes cylindriques et longues , oqt été spécialement consacrées à l'usage de la Tapeur à haute pression, à cause de leur solidité particulière; elles sont plus connues sous le nom de chaudières de Fré«

DES CHAUDIÈEES. zoi

Tjthik^ biea qu'il n'en soit pas l'iiiYcnteur. Nous obserrerons , en effet que^ quoique TAméricain OliTerÉTans en donne une description dans sa machine à haut» pression , il ne réclame pas la priorité de TinTention , et nous 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 a vantagueuses pour leur solidité. En Angleterre , leurs exti'émités sont demi-sphériques ; mais en Amérique , on les termina par des plaques de fer solide et d'une construction beaucoup plus facile. Ces chaudières sontordinairement poury ués d'un tube interne que parcourt la flamme avant d'avoir passé sur les parois latérales.*

La fîg. 5 représente upe sectioj:) d'une petite chaudière de cette espèce^ construite par M. Saunders 9 dernièrement à Sheilield, maintenant à New-York. La porte du fourneau est ena; b est le fourneau; c le cendrier; d, la chaudière; e, le flotteur qui règle l'alimentation avec le secours du contre-poids^, fest tecarneau intérieur de la chaudière par où

loa DES CHAUDIÈRES.

passe la flamme ou l'air échaufifé. Ii est le tUbe

de yapeur qui la conduit àja machine.

Pour calculer l'épaisseur du métal dont on doit fabriquer une chaudière , Toici la règle ordinairement suivie par les constnicteurs anglais , et qui est indiquée dans le Traité des machines à Tapeur 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 trois fois 011 ssi grand que celui qui tend à soulcrer la âoupapc 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 chcvat 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 invei-se 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 CniUDlÊRES. io3

inverse'de Ih quantité d'eau et de vapeur que contient la chaudière.

Pour trouTcr l'épaisseur de la tôle qui doit recouvrir iine chaudière rectangulaire ou cylindrique ^ multiph'ez le triple de la charge sur la soi;pape de sûreté , en kilogramnoies 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 i\ un cheval. Le résultat donnera l'épaisseur en centimètres.

Pour le cuivre, il faut prendre le quintuple au lieu du triple. La tôle aux fonds des chaudières doit avoir une épaisseur suffîsanté 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 ^'agonale étant de 2°,4j et par conséquent, équivalant à un rayon de courbure de 240 centimètres, le poids sur la soupape de sûreté de o,"25 par centimètres circulaires, et l'espace pour l'eau de 45o décimètres cubes, on aura ^°-^— o,4""'' pour l'épaisseur à donner à la tôle. Les plaques de fonds auront 0,6 (Tredgold).

On emploie ordinairement trois espèces de

loi DES CHIUDXÈIIES.

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

Le fer« 4^^* • • * Brown.

Le cuivre ai ... . Navier.

La fonte de fer. . . i4 • • • • id*

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

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 calc^lée d'après la formule rfa=âI£[!L-=lL|-g^ où r, est le rayon du cylindre en millimètres 9 p, la pression de l'atposphère sur un millimètre carré , n — i , l'excès de la pression de la vapeur en atmosphère sur Tatmosphère extérieure, ett, le piodule de ténacité du peilleiir cuivre pour

DES CHAUDIÈRES. io5

jiiB millimètre carré. Enfin , le coefficient 9 jest destiné à garantir toutes les chances d'explosions ^ de défauts de construction^ de la matière , etc. On ajojute 5 millimètres pour li^ poids dje l|i chaudière.

DES CHAUDI^ES.

Kous allons maintenant décrire plusieurs espèces de chaudières qui , par leur originalité 5 nous ont paru mériter de fixer Tattention de nos lecteurs. x

Les figures 4 et 5 représentent les sections d'une chaudière, dont les inyentcurs sont, MM. Horton et Fischer 9 grands fabricans de chaudières ^ près de Birmingham. Elle est construite de manière à préseryer du rayonnement la Tapeur formée, en l'entourant de l'eau même qui a servi à la produire (x),

La ûg. 4 représente une section longitudinale de cette chaudière, et la fig. 5 une section transTersale. Dans chaque figure , lee mêmes lettres sie rapportent aux 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. by by b est le vaisseau ou réservoir intérieur qui doit contenir la vapeur; il est enveloppé d'eau alimentée par le tube 0^0, La chaleur ayant obligé la vapeur à s'épaUcher par le ' tube Cy dans le réservoir A, 6, cette vapeur est

(1) Il nous semble qu'il importe peu de préserver . aux dépens del'eau , la vapeur du rayoaaemeat , dès que la chaleur est toujours empntotée de sa source commune.

1 1 o DES CHAUDIÈRES. '

mée en Tapeur est reproduite dans les chaudières par les moyens ordinaires d'une pompe refoulante , et la vapeur est conduite à la machine par un tube qui prend son origine au réservoir de vapeur. Il n'est pas hors de propos 9 dit M. Woolf, d'appeler l'attention des constructeurs sur cette circonstance y que dans la plupart des cas y il est nécessaire que la flamme ou l'air échauffé s'arrondisse audessus et au-dessous des tubes, de manière ù embrasser la plus grande 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 diflicile de donner de la solidité à de grands tubes, la force qui tend à les rompre étant proportionnée à l'étendue de leur rayon. Les tubes bouilleurs doivent être toujours pleins d'eau, et le réservoir à vajpeur à moitié.

Les figures S et 9 représentent un système pour lequel M. Thomas Tippet« du Cornwall â'csl fait breveter. La ûg. 8 est une vue de côté ; la fig. 9 est une vue de face. Les mêmes

DES ÔHAXmiÉAES. m

lettres se rapportent aux mêmes parties 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 by byb qui supportent un vaisseau demi-cjlindrique c. De l'extrémité postérieure du cylindre a^ part un tubet/^ communiquant ayec une petite chaudière supplémentaire et cylindrique e. Elle est d'un diamètre égal à celui de a y mais elle est très courte. Cette chaudière est adaptée sur un fourneau , dont les coursives sont tellement disposées , que l'air échauffe, en passant au travers de/*, vient frapper la surface plane de 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 de la capacité dejni-cylindrique, ets' échappe dans lacheminée. Une ingénieuse disposition pour exposer Feau par couches minces sur de grandes sur-

Sia DES CHAUDIERES.

faces de métal , a été essayée par M. John Curdy , des États-Unis. SoQ système consiste en une série de tubes cylindriques avec des couvercles sphérîques arrangés horizontalement en forme de pyramide au-dessus d'un fourneau, dételle 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 à ses dewç extrémités. Une pompe foulante oblige l'eau de passer dans l'espace mince qui existe entre les deux cylindres , et celte eau passe ensuite dans les autres tubes de la même manière. Il résulte de là que Teau, 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 formant dans l'espace étroit où se produit la vapeur, la dijDSculté de les en-

DES CHAUDIÈRES. ii3

leyer , la chute accidentelle de quelques-unes de ces incrustations , et le découTrement du métal rouge qui en est la conséquence, sa prompte destruction en sont la cause. Cette inyention n'est cependant point dénuée de quelque mérite , et peut fournir des idée^ aux constructeurs.

Chaudilre de M. Série.

Cette chaudière se compose d'un grand cylindre vertical au milieu duquel se trouye le fourneau et des tubes cylindriques qui contiennent l'eau destinée à être convertie en Tapeur^ Les capacités à eau s*élèvent d'abord du fond, en forme conique, par une suile de tubes inclinés /(,^jfig. loet 1 1 , qui communiquent à un large tube central d , d'uuc part et de l'autre, ayec l'espace annulaire extérieur <:, c. D'autres tubes, tels quee, e, horizontaux, éta* Missent également une communication enti*e le tube central et l'anneau extérieur. £/ 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 de donner la description, €lt passe ensuite dan» les tub es f , î, et de là à la cheminée. La fig. 1 1 est une section horizontale delà mène chaudière.

ii4 DES CHAUDIÈRES.

Il résulte de celte disposition, que les tubes h, h reçoive nt la plus grande somme de chaleur ; que l'eau qu'ils contiennent, en raison de sa dilatation, s'élèyera par le tube central pour aller occuper la partie supérieure de l'appareil, tandis que celle qui est plus froide, tendra incessamment ù 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 cette chaudière.

Nous allons maintenant donner la description de l'inTcntion brevetée de M. James (i8a3). Elle consiste en une série de tubes annulaires d'une égale capacité et d'un diamètre uniforme, juxta-posés et liés ensemble, de manière à former un cylindre destiné à contenir le fourneau. Ces tubes annulaires sont fabriqués en tôle 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 tubes annulaires sont carrés, ce qui facilite

leur )UXta-po8ition , et fait disparaître l'espace perdu qui existe dans le procédé décrit plus haut. Tous ces anneaux communiquent les uns aux autres par des ouyertures communes.

Les unes dans Ja partie supérieure, pour le passage de la 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 conceHtriquje.

La fig. la représente une section de l'appareil. La partie occupée par l'eau , désigne les tubes annulaires, b^b sont les ouyertures qui établissent une communication pour la Tapeur, ci ce pour Teau. Le niyeau d'eau est maintenu à la hauteur Toulue , au moyen d'un Tase 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 partie extrême et opposée est fabriquée de manière à pouToir se détacher facilement. Le bouilleur suspendu sur des rouleaux fixés sur un siège couTenable, -est susceptible de tourner selon ion axe, et chaque tube annulaire contient une certaine

* ii6 DES CirAUDlÈE£&

quantité de petilet boules de métal et de par- ' ticules angulaires également de métal ^ destinées à rouler dans l'intérieur dès tubes annulaires, quand après ayoir 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 Targile mêlée avec de la poussière de charbon de bois*

Nous avons plusieurs fois vu en fonctions une chaudière de M. James , construite sur ce principe; elle a Irois 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 5 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 Tautre dans toute la longueur de la chaudière. Ces tubes reçoivent Torigine des demi-tubes annulaires , par le moyen de joints rivés et mastiqués , de manière à étabUr uat communication directe

DES CHIUDIÈRES. 117

arec eux. Le tube horizontal supérieur contient delà Tapeur, celui de dessous, del'eau. Quelque solides que paraisseqt 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'inconiréniens.

Ayant d'abandonner ce sujet , nous crojons devoir appeler l!attention de nos lecteurs sur une circonstance particulière aux chaudières de M. James, ûg, la. Nous pensons que la chaleur élevée , appliquée à. la vapeur, empêche l'eau de passer à 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 4e M. James, quand le feu est régulier, que le niveau d'eau est bon, et que les tubes an^ nulaires sont propres ; cependant, il est possible que, par l'absence d'une de ces conditions, l'eau vienne à manquer. Nous croyons qu'il conviendrait de donner un plus grand diamètre aux tubes^ deux pouces, par exem* pie, parce qu'alors, la plus grande quantité d'eau qu'ils contiendraient y les rendrait

tig DES CHAUDIÈRES,

moins aptes à ressentir les inégalités du chauffage ^ eft de l'alimentation. Les tubes seraient moins sujets à s'engorger , à se brâler ^t à se détruire. Des tubes de deux pouces peuvent être 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. GoldsworthyGurney 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 \^^ tubef qui composent son bouilleur y 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. i3, 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 litharge , sert avec

DES CHAUDIÈRES, 1 1 y

de Tamianthe en fil ^ à rendre imperméables à l'eau et à la Tapeur les joints dont nous venons déparier, et en même tems inattaquables par le feu. Les chambres ù , b ont une . communication directe entr'elles y au moyen des tubes verticaux c; d^dy sont deux tubes courbés qui établissent la communication entre les chambres horizontales et le réservoir de vapeur ou le séparateur «, e , comme l'appelle M. Gurney. Trente ou cinquante petits tubes ( la quantité dépend de la grandeur de l'appareil) semblables à 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 par une cloison, comme l'indique la planche^ avant d'entrer dans la cheminée.. Mais une grande portion de la chaleur passe librement autour des tubes, en le* enveloppant; tous sont exposés à l'efiet puissant d'un fourneau très resserré; o est la porte du fourneau ^ et Z celle du cendrier. Pendant le travail de la machine , le vaisseau e doit être alimenté d'eân 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

I tia 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 Toiture à vapeur que daus une machine fixe. Cette machine a cela d'a- \antageux, qu'elle est d'une réparation et d'un démontage facile, chaque tube pouvant se détacher par un simple dévissemcnt d'écrou. La main-d'œuvre exige toutefois une grande précision j les tubes doivent avoir exactement la même longueur, chaque partie doit se correspondre avec rigueur , autrement il en résulterait une source d'inconvéoiens et des pertes de vapeur notables.

La fig. 18 représente un appareil ou générateur de M. Perkins , employé pour faire mouvoir une machine de la force de 3o chevaux. Cette machine est à très haute pression et à détente. Une série de trois rangs de barres de fer ayant 5 pouces en carré , percées longiludinalement 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 do fourneau; elles communiquent toutes entr'el-

DES CHàUDIÈRES^ x a 3

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

On injecte de Feau dans deux rangées de tubes, de manière à 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 Yoisine de looo degrés Fahrenheit. A chaque coup de piston de la machine^ une certaine quantité d'eau contenue dans les rangées de barres supérieures (leur température est d'environ 700 ou 800 degrés Fahrenheit J est refoulée dans la boîte à yaWe C, communiquant avec la rangée inférieure des tubes D; delà elle passe dans le premier tube de la dernière rangée, et successiTcment 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 à 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

1^4 ^^ CHÀUDI£R£S.

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

Le premier est de M. Aaron Manbj. On sait bien que Fhuilc et d'autres 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 base de l'inTcntion de M. Manby.

La construction de son appareil est figu*rée (fig. 19) par une section perpendiculaire à la longueur pour ce qui regarde le vase, 6.

a est un bouilleur oblong placé sur un fourneau d'une construction ordinaire. Ce vaisseau contient de l'hnile à laquelle on affecte une température d'environ 3oo degrés Fahrenheit, b^ est un fort cjlindre 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 h machine, un courant d'huile provenant de la chaudière a', cette huile arrive par

DBS CHAUDIÈRES. ia5

dj et se dlri^ par e, aax tubds calorifères.

L'huile en passant dans les tubes en question^ communique à l'eau sa température, la con- Tertiten vapeur, et cette dernière acquiert plusieurs atmosphères de pression. L'auteur prétend que, par ce procédé, on peut obtenir une pression très éleTée sans courir aucun danger, et que la quantité de feu nécessaire pour obtenir la couTersion immédiate de l'eau en Tapeur est trè« petite. Cependant la manière dont s't'tTeîtue l*économie en question n'est pas très apparente, et quoique les dang^ers ^'explosion soient considérablement amoin-

fl^ dans Je yase à vapeur, l'effet dangereux une conflagration accidentelle devient possible par suite de la proximité du fourneau , d'une masse aussi ^nde 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 glutiner à la longue.

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

■- Il iii^rirr

ta6 P£S CHA.UUi:éa£S.

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

La ùg. 20 représente une section longitudinale d'un de ces vaisseaux , et la fig. 21 , une section transversale des deux. Ils .sont en fonte de fer, et ont la forme représentée par a , a 9 a; les lettres b^b^ désignent le bain de métal. Le couvercle de l'appareil, c, c, contient une chambre cylindrique de deux pouces de diamètre; les tubes générateurs (/,(/,^, en fer malléé sont suspendus dans le bain.

Leur diamètre intérieur est de 1 ] pouces^ et ils sont vissés sur le couvercle c* c. de nière à pouvoir s'enlever facilement quand' 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 leufs orifices supérieures. La section transversale (fig. 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 5 pieds et 6 pouces de hauteur et 9 pouces de large, la surface exposée au feu sera de 64

• DES CHÂtimÈRES. 117

pieds carrés. LMnjection 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 J'injeclion est muni d'une Talye à poids, de telle manière que si la production de la Tapeur est trop grande pour le besoin de la machine, la pression agira contre l'injection, le poids se soulèvera, et la pompe foulante restera inactiye jusqu'à 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 quan- ' tité de vapeur, où 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 ^'injection dam les tubes surchauffés. Il con«

x«S DES CUAUDiiKES. .

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 9 part un autre tube, ^^ (fig. ao) ou î, (fig. 2a) très étroit et qui va aboutir à une cuyette de mercure, a, (fig. 22) ; cette cuyettc est surmontée d'un tube, b^ dans le- ' quel circule un flotteur, <;; ce flotteur communique parle moyen de la tige, (/, avec la bascule f, laquelle, au moyen de /*. agit sur un registre destiné à 4)bstruer plus ou moins la cheminée ou les coorans de flammes; quanda Tair, par suite d'une trop grande chaleur de la part du bain métallique, se dilate dans le tnbe g y il agit sur le mercure de la curetle, celuici sur le mercure du tube 6, le flotteur monte et le registre descend. On peut ainsi graduer llnstrument, de manière à suspendre plus ou moins ou même entièrement l'action du feu sur le bain.

Bien que l'iovcnteur 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 nfécaniciens pour Torigindité et la disposition ingénieuse de plusieurs parties de son système^

DES CHiUDIÈ&ES. zag

L'emploi comme bain, d'un métal fluide possédant éminemment la qualité d*être bon cod*ducteur de la chaleur au lieu d'une substance inflammable, comme l'huile qui d'ailleurs a des propriétés conductrices contraires, promettait de meilleurs résultats, outre qu'il rendait l'usagée de cet appareil parfaitement sûr. M. Parter est l'inTenteur du troisième procédé dont nous avons promis de donner la description. La fig. a3 représente une section longitudinale de son appareil; a, a, est le réseryoir de vapeur fabriqué en tôle. 6, est le générateur ou du moins une partie du générateur^ puisqu'il «e 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; A, le tube alimentaire du générateur, au travers duquel passe l'eau qui est refoulée par une pompe foulante ordinaire», mue par la machine ; i est le tube qui conduit la vapeur ù la machine. L'eau injectée par le tube h^ étant

, 3o D^S CHAUDIÈRES,

exposée^ pendant sa route au travers du générateur , à la chaleur de la vapeur fournie par le bain sous-jacent, est bientôt convertie elle-même en vapeur, a?ec une température et une force élastique relatives. La vapeur du bain 9 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. Il est évident que la température de la vapeur produite doit être uniforme et relative à la température de la vapeur du bagin, et que le bouilleur étant déb,ouché^ 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'évapo- ' ration et de la perte du liquide qui sert de bain. Les substances employées étaient de

DES CHAUDIÈ&ES. i3i

)*essence de térébeDihine , de l'huile de naphte, et d'autres matières iproTcnant de la distillation des houilles , formant plusieurs sortes de mélanges dont les points d'ébullition Tariaient de 200 à 700 degrés F.

Dans le commencement de ce chapitre, nous avons parlé des inconyéniens qui résultent des dépôts et des incrustations qui se forment dans l'intérieur des chaudières, ainsi que de la dii&culté qu'on éprouve à les enlever. Souvent ces dépôts ont plusieurs pouces d'épaisseur, et deviennent aussi durs que de 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, à cet effet, entrent ; dans la chaudière et les détachent à coups de marteau et au moyen d'un ciseau à froid.

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

i3ï DES CHâUDIÊRES.

chaudières des matière? Té^étalés flbreu-* ses ou mucilagiaeuses , telles que du son on de petites cosses^ contre lesquelles les matières déposées Tiennent adhéreir sans beaucoup de dureté , et qu'il est fade d'après cela d'enleyer.

Dans l'année i8a8, M. Anton j Scott prit une patente pour un procédé très efficace pour pounroir à ces inconyéniens, il onsistc à placer au fond des bouilleurs des Tases façonnés comme eux et destinés à reccToir les dépôts qui par leur pesanteur spécifique tendent toujours à descendre et à occuper cette partie de l'appareil. Ces Tases sont en pierre, en tôle ou même en bois; ils empêchent bien un peu l'éfoollition de l'eau, mais ne contrarient nullement son échaufiemeot , ni son évaporation; ils sont du reste faciles- à être enleTés'Ct nettojés.

Phis récemment, en i83o, M. William Tajlor a pris une patente pour un procédé destiné à pourroir aux mêmes inconvéniens sans nécessiter l'arrêt des fonctions de l'appareil é vaporatoire. Il consiste dans l'adjonction d'un tube inférieur â l'appareil, et qui fait suite aTec lui en se prolongeant dans toute la lonirueur de la chaudière; ce tube, % a4, est

DES CHAUDIÈRES. i35

muni d'une yaKc 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 Siaturée des substances déposées. Il s'aide, à cet effet, de la pression intérieure delà Tapeur contenue dans le bouilleur, a^a est la chaudière, elle est cylindrique, son fojer est intérieur ; c est le Taisseau à dépôts. 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. Taylor à cette in- Tention sont contestaklea , car son procédé a été employé avant la date de son brevet. Du reste c'est un accessoire d'une utilité très grande.

RelatÎTement aux dépôts considérables de sels qui se produisent dans les chaudières des bateaux à vapeur marias; 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 qp'une grande quantité de dépôts se fassent produits , on ne pourrait obtenir de la vapeur qu'avec le secours d'une grande consommation 4« chaleur, et cette chaleur

i34 OBS CHAUDIÈRES,

i ntense attaquerait le métal dont les chaudières sont fabriquées.

Pour obvier à de si grands inconvéniens , MM. Mandsley et Field ont proposé une méthode. par laquelle Feau de la base de la chaudière est constamment renouyelée. Ces mécaniciens établissent, que si Ton extrait de la chaudière le 20 ou le 5o pour cent de Teau concentrée en saumure 9 il en résultera un certain degré de salure dont on n'aura rien à redouter, quelque longue que soit Tactioii de l'appareil évaporatoire, 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 do 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 la machine.

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

DÈS CHAUDIÈRES. z35

nioyen^ Teau de la chaudière ne saurait jamais ac<{uèrir un plus haut degré de saturation que celui qu*OD a déterminé plus haut ; que la machine fonctionne ayeo yitesse ou lentement, la quantité d'eau extraite de la chaudière est toujours remplacée par une pareille quantité d'eau naturelle, et on éyite ainsi un des plus graves inconvéniens auxquels les bateaux à yapeur marins sont soumis dans left voyages de long cours. £nsufte 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'échauffant par ce moyen, restitue à la chaudière la portion de chaleur enlevée par cette même extraction.

En 1824? 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-»

i36 DES GHAUDIÈ&ES.

TenHear se trouTa dans la nécanité de modilier son appareil pour lai donner la solidité requise. Les fonds des deux capacités furent, ainsi qu'il est représenté dans la fig. a5, liés Fun à l'autre au mojen de tiràns et d'écrous ; il parvint ainsi à construire un générateur de Tapeur à haute pression tré§ el&^ cace, et pour lequel il prit une patente dans laquelle il spécifie qu'il le regarde comme très applicable aux machines à Tapeur. Une de ses modifications consiste dans l'addition d'un bassin supérieur a , les plans de ces capacités ont une forme de parallélograiïnme, 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 à marquer la hauteur du niveau de l'eau et l'état de la vapeur. ey ôy sont les tubes expulseurs de la vapeur ; fpgf sont des soupapes de Sûreté adaptées à chacune des capacités. La patente spécidk que deux pouces d'eau sont nécessaires dans la capacité inférieure, tandis que l'autre en est à moitié pleine. Par suite de l'ébuUition de

DES GHAUDIÈRES. t3 7

l'eau inférieure, la surface sous-jaoente de la capacité supérieure s'échauffe; il eu résulte une condensation et une reproduction de Tapeur successîye^ et Teau du vase supérieur ne tarde pas à se réduire en yapeulr d'une température unifij^rme. Quoique l'étendue des surfaces chauffées soit favorable pour engendrer avec abondance et rapidement de la vapeur , cependant la multiplicité de» tirans et boulons^ dont cet appareil est fourni, augmente la di£Gieulté de le rendre parfaitement .étancbe.

En général, les courang de flammes dans la plupart des chaudières à vapeur , sont horizontaux et plus ou moins étendus. La flamme les parcourt et remonte ensuite dans la cheminée; quelquefois elle y pas^e en descendant, et dans la plupart des cafs, on cherche par des moyens plus ou moins ingénieux, à lai faire parcourir plusieurs routes détournées, afin de la dépouiller autant que possible de la chaleur qu'elle contient. M. Joseph Gibbs a imaginé. une chaudière iqui possède par son originalité des droits à l'attention publique. La forme de la chaudière 'supérieure est cylindrique, un tube vertical inférieur d'une grande capacité él longueur lui est adapCè ù

îj

IVB^^^^a^^^M ■■ ■ > ■ m.^ m i ■ ■■ ■«

2 3^ DBS GHAtmÈRES.

5Q base; le premier vaisseau conlieBt de Teatx jusqu'aux quatre cinquièmes de sa hauteur, l'autre cinquième étant réserve pour la vapeur; le tube inférieur est plein d'eau. Au milieu du vaisseau supérieur se trouve lie foyer, et l'air nécessaire^ la combustv>n 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 là à la 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'oBice de cheminée, et qui communique même avec celle qui part du fond de l'appareil. Le feu étant allumé, on retire 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. i Sg

de trois branches descendantes , et un autre auquel est adapté un tube descendant en ' forme de zigzag ; quoique cette dernière partie de l'appareil soit d'une construction facile, elle n'est pas aussi fayorable pour Tétablisseme^ des courans descendans.

L'action partielle résultant de l'inégalité de la cbaleur dans la plupart des bouilleurs, produit dans l'intérieur de ces capacités des couraâs particuliers qui ont été l'objet de plusieurs obserTations. Ce mouvement du fluide a donné naissance à plusieurs inyentionsy dont le but a été de produire une économie dans la production de la Tapeur; M. Jacob Perkins s'est fait remarquer par deux procédés (i85iet 1832)5 pour lesquels il s'est muni de brevets. Mais 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 à déplacer le liquide. Le second à augmenter tellement ces capacités en mQUvemeùt qu'il ne reste en-

X 40 DES CHAUDIÈaiS.

trilles et les parois internes du bouilleur^

que quelques poucas dMntervalle.

Il faudrait un bien grand 0}iTrage pour décrire tous les appareils de diverses formes, qui ont été imaginés en yue d'économiser le plus possible le combustible destin^ à la production de la yapeur; en nous bornant à signaler ceux qui sortent delà ligne ordinaire^ nous n'ayons pas encore fait mention des chaudières affectées an senrice des bateaux à yapeur. Dans celles-ci, la condition essentielle est que r^lre, le fourneau, soient entièrement entourés d'eau, de manière à n'être en aucune manière en contact ayec l'intérkior du yaisseau. Nous donnerons la description de deux chaudières de ce genre.

Les dessina, (ôg. a6y 37, a8), montrent la chaudière du bâtiment à yapeur^ i* United Kingt/om. Ce nayire a 148 pieds de longueur et est muni de deux machines de la force de 100 chevaux chacune, qui sortejit de la fabrique de M. Napier, de Glascow. Cette chaudière a a5 pieds et demi de long, 10 pieds de largeur et 8 pieds et demi de hauteur.

Huit fourneaux A, 6, suivis de leurs carneaus prolongés jusqu'au fond de la chaudière muni» de leurs grilles c, c, servent à Uét»^

DBS CHAUDIÈRES. x4t

blissement dc9 feux. Ua carneau transTersal df s'étendant dans toute la larg;eur de la chaudière, correspond à roùTerture de chacun des huit carneaux; un retour de flamme s'opère dans d'autres carneaux #, e, correspondant aux premiers, et ces derniers 'viennent s'adapter à un second carneau transyersal f, au milieu duquel aboutit la cheminée g. Les robinets h^h, h^ sont .destinés à s'assurer du niveau de l'eau dans la chaudière ; et on a aussi ajouté un tube de Terre i, i, muni de deux robinets l'un en dessus l'autre en dessous, dans lequel on Toit à chaque instant le niveau de Teau, quand ces menées robinets sont ouverts. Il est nécessaire de les ouvrir tous les deux pour cet objet afîn que la pression dans le tube s'équilibre avec celle de la chaudière.

Dans les figures 29^ 50, 5i, on a représenté la disposition d'une chaudière particulière due]à M. Stunstrup, suédois. Elle se divise en deux capacités a, et 6 , mises en communication au moyen de tubes verticaux. Les figures 3o et3iy montrent une section transversale et longitudinale à^ cet appareil, les mêmes lettres dans chacilh des trois dessins, se rapportent aux mêmes parties, a, est la capacijté

iVtft DES CHAUDIÈRES,

sopérieure ou chambre de vapeur; by la capacité inférieure communiquant avec la supérieure par les flancs^ et ensuite par les tubes verticaux c , c ; rf est la grille où le feu prend naissance ; e ^ l'arceau du fourneau ; Z*^ le cendrier; g^ la naissance de la cheminée entourée d'eau ; h est le réservoir à vapeur et k le trou d'homme. Il faut remarquer que les tubes verticaux c^Cy servant également à soutenir le vaisseau supérieur et à établir une communication entre les'deux capacités ^ rer çoivent, par leur position dans l'âtre, la plus grande somme de chaleur, et fournissent plus de vapeur que les autres parties de l'appareil; ceux qui sont très près de la grille, en particulier, produisent beaucoup de courans asccndans et descendans qui sont jugés très favorables à la production de la vapeur; en outre, par sui(e de la grande capacité de Fâtre^ que Iqu 'abondant que soit le feu, il est avantageusement utilisé par le concours de la cloison 0.

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

Pimagination des constructeurs; nous allons terminer cet article par la description d'une méthode efiicace et simple pour laquelle M. W. Taylor a pris une patente. Dans le dessin (fîg. 52); a représente une portion de la chaudière; h est un réseryoir d'eau alimentaire hermétiquement bouché;' c est un tube qui apporte à celte 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 cf, et communiquant avec la chaudière à vapeur. Ces deux tubes portent chacun un robinet f^ fy muni d'une queue à fourchette destinée à recevoir un appendice de métal supérieur à la tige d'un flotteur L Cette tige . passe au travers d'une boîte à étoupe fixée au dôme de la chaudière. Cela posé, quand par suite de Pévaporation, 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 .d« la chaudière, «t l'eau

aJépanche dans son intérieur par le tube g, jusqu'à ce. que le flotteur remontant opère la fermeture des robinets , par un mourement contraire au précédent. Plus tard la cooden^ sation s'opère dans la caisse 6; le TÎdé s'y opère, et l'eau se fraye un passage par Cy au travers de la soupape (L

Des chaudilres tabulaires.

On entend par cbaudière tubulaire', un appareil composé d'une plus ou moins grande série de petits .tubes d'un faible diamètre et d'une épaisseur proportionnée , dans lesqueb on n'injecte que tout îuste 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 baute pression. M. Gurney, professeur de chimie à Londres ^ est un de ceux qui se sont appliqués arec le plus de persévérance, à adapter des pareils systèmes aut voitures locomotives. Ge professeur , dans ses expériences, avait trouvé que les notions généralement admises sur la chaleur n'étaient pas correctes, et que Tétendue des surfaces de chauffe, affectées ordinairement aux chau* dières étaient exagérées. Que leur piûs»anc«

DES CHàUDIÈRES. 145

éraporatoire dépendait plutôt do leur forme que deleur étendue. Illui paraissait éTÎdent que si^ ayec une disposition spéciale de la surface dechaufife, on pouyait lui affecter une grande proTision de chaleur^ un système de chaudières semblables pourrait être adapté atec avantage aux Toitures destinées à servir sur les routes ordinaires. U arait trouvé que les surfaces métalliques abandonnaient lu chaleur dans un rapport inverse de leur épaisseur > et que Tintensité de la chaleur produite par la combustion était en proportion de la quantité d'oxigène qu'on lui fournissait. Cesydeux faits établissaient l'avantage qu'il y aurait à 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 être 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 surchaufiîee dans les tubes en question, produit de la vapeur d'une plus

1 4« DBS CHAUDIÈâCS.

forte .élasticité que celle qui est contenue dans la partie supérieure des appareils éraporatoires munis de pareils systèmes; que la Tapeur ainsi produite chasse Teau de ces capacités sans qa*un courant d*eau descendant puisse la remplacer. Il en résulte que les tubes s'échauffent ayec excès , et se détruisent promptement en se brûlant.

On a essayé de remédier à de pareils incohyénicns en dirigeant l'alimentation au trayers des tubes en question y mais alors il arriyait un incouTénient bien plus grate; l'eau alimentaire plus froide que la Tapeur formée dans les tubes générateurs donnait lieu à une condensation brusque 5 et l'eau de la chaudière Tenait par secousse et même par chocs Tiolens occuper l'intérieur des tubes pour en être refoulée de nouyeau.

Il arriyait également dans les chaudières où des tubes semblables furent employés, que la capacité réserrée à la Tapeur, n'était pas suffisamment étendue, et qu'une certaine portion d'eau se dirigeait aux cylindres, ayec la yapeur destinée au mouyement des pisions.

Cet décident, produisait des secousses de

DES CHAUDIÈRES. xiy

pistons tellement riolentes qa-il fallut nécessairement y pourToir. M. Guniey^ ainsi qua nous l'ayons tu , quand nous ayons donné la description de son appareil, eut l'idée d'jf adapter un yaisseau particulier adjacent à sa chaudière, qu'il appelle séparateur, en raison des fonctiops qu'il lui attribuait. Ce yase contenait de Teau et était en communication directe ayec les tubes bouilleurs; cette ean n*était chauffée que par suite du passage de la yapeur dans sa masse liquide ; elle était donc d'uàe température un peu moins éley ée que celle de la yapeur, et au moment où cette dernière se disposait à trayerser la masse, cette même yapeur ainsi chargée d'eau l'abandonnait en passant au trayers du li«quide, et se dirigeait seule yers la machine.

Ce moyen, tout ingénieux qu'il était^ ne laissait pas que de compliquer dayantage un appareil, qui, par sa légèreté deyait être cependant rendu applicable aux yoitures loco*motiyes.

Ces difficultés, particulières aux tubes bouilleurs, ont été aussi préyues par un Américain, £w babc; on y erra comment à l'arti- •le où nous rendrons compte des expériences

Mte$ par le comité de Franeklin^ mir les «closions des chaudières à Tapeur ; mais ce r rsODt pas les seules affectées aux petits tubesbouilleurs dont nous nous occupons.

Il est extrêmement difficile d*empêcher les sédimens de s'accumuler dans l'intérieur de ces tubes , et leur petit diamètre rend difficultueux leur nettoyage ; on a bien trouré des palliatifs à ces graTcs inconyéniens^ mais ces mêmes palliatifs ont encore une action destructiye sur le métal même. 1res 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 surchauffement des tubes dans l'endroit où ils se déposent, mais encore celui-ci, bien autrement grave d'être éminemment réfractaire, et de nuire considérablement à la production de Tapeur. Quelquefois elles se détachent spontanément, laissent le métal surchauffé à découvert, et le contact immédiat de l'eau

DES CHAUDIÈRES. ûg

contre le métal rouge, donne lieu i 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 9 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 yase est entièrement plein d*eau, et il n'y existe aucun espace réservé à la Tapeur. Ce n'est que par l'introduction d'une petite portion d'eau» refoulée dans la capacité intérieure de son générateur, qu'une pareille portion d'eau surchauJTèe s'en échappe en souleTant une soupape conTenablement disposée. Cette eau est immédiatement con- Tertie en Tapeur , qu'il utilise ensuite de di- Terses manières. Mais ce que nous connais^ sons 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 élcTée ne saurait être aTantagcux ni écono-

mique.

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

tSo DES CHàUDIÈEES.

nous en arons spécifié plus haut les princi' pales causes ; mais on a été plus heureux en retournantpour ainsi dire le problême, c'està-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 éprouTé qu'il n*y a pas un très grand, arantage à augmenter la surface de chauffe , en diminuant ces petits tubes en diamètre, pour en augmenter le nombre , cependant les Toitures locomotiyes sur les chemins de fer n'ont reçu une solution que depuis que cette disposition a été adoptée ; elle fut oomplette quand on eut donné suite à l'idée de faire passer la Tapeur expulsée ■■ des. cylindres dans les cheminées. * jj

DÉS FOUMBAUX. iSx