HaehlMC * «Ir thma* de H. Lonla LoBobie (de Kow f

M. Louis Lemoine (de Rouen) a fait connaître en 18S5, (De l'emploi des lottes métalliques dam tes machines à air chaud et de leur application dans un système particulieTf Carilian Gœury et Victor Dalmont), une nouvelle machine à air chaud fondée sur l'emploi des toiles métalliques. M. Reech a publié en 1854 une brochure à laquelle nous emprunterons la description du système de M. Lemoine. La machine de M. Lemoine diffère complètement de celles que nous avons décrites jusqu'à présent en ce sens que l'appareil de chauffe el la machine motrice proprement dite sont complétemenl séparés.

Décrivons d'abord l'appareil de chauffe (fîg. 29). Un cylindre en fonte A A fermé en haut par un couvercle el relié en bas avec un fond muni de petitscylindres pendants GG... repose sur unfoyerD.

Les faces extérieures des cylindres G G constituent par conséquent, la surface de chauffe de l'appareil. Dans le cylindre A A se meut une tige de piston F qui porte une sorte de piston Ë E formé de toiles métalliques superposées analogues à celles d'Ëricson. Ce paquet cylindrique glisse à frottement doux dans le cylindre A A, mais sans touchera ses parois. Des cylindres fermés et pendanlsG G sont attachés au piston Ë et viennent s'engager dans les petits cylindres creux 6 G qui forment, ainsi que nous Tavons dit, le fond du cylindre A.

Un manchon 1 1 où circule un courant d'eau froide, enveloppe le cylindre A A et entretient ses parois supérieures à une basse température. Au contraire, le fond du cylindre est exposé au foyer par une surface de chauffe assez étendue.

Ceci posé, concevons le piston E au bas de sa course et le cylindre A rempli d'air froid à une pression p. Les toiles métalliques du haut du piston sont également froides, celles du bas sont au contraire chaudes, parce qu'elles sont en contact avec les parois chauffées. Élevons le piston E, tout Tair du cylindre va successivement le traverser à la manière d'une éponge. En passant des couches d'en haut à celles d'en bas, l'air s'échauffera aux dépens du paquet de toiles métalliques ; quand il sera arrivé au-dessous du piston, le contact des parois chaudes et le rayonnement compléteront son échauffement. Puisque le cylindre A est clos de toutes parts, ce phénomène d'échauffement n'aura pas lieu sans que la pression augmente. Cetle pression était p au commencement de la course montante. Elle croîtra constamment à mesure que le piston montera, et elle arrivera à son maximum quand le piston sera en haut de sa course.

Si maintenant nous abaissons le piston, les mêmes couches d'air vont traverser le paquet de toiles en sens contraire, elles y déposeront de la chaleur, et quand le piston sera revenu au bas de sa course, on aura, en définitive, une même masse d'air froid à une pression supérieure à p. L'augmentation de la pression dépendra de la quantité de chaleur qui aura été fournie par le foyer pendant la double course.

Supposons que le couvercle supérieur du cylindre A soit muni de deux soupapes H, S, la soupape R s ouvrant du dehors en de-

1 78 MÉGiLNIQUE INDUSTRIELLE .

dans du cylindre et communiquant avec un réservoir d*air Q à la pression inférieure p, la soupape S s'ouvrant de dedans en dehors du cylindre et communiquant avec un réservoir contenant de Fair à la pression supérieure P, et voyons quel sera le résultat d'une double course du piston EË.

Prenons toujours le piston E au bas de sa course. 11 s'élève, la pression augmente. Quand elle est égale & P, la soupape S se lève et une partie de Tair renfermé dans le cylindre A A passe dans le réservoir 0. Quand le piston arrive au haut de sa course et qu'il commence à redescendre, la pression diminue, la soupape S se ferme, le piston E descend toujours et les couches d'air le traversent en déposant de la chaleur. Il vient un moment^ où par suilc de rabaissement de la température, la pression descend au-dessous de p. A ce moment, la soupape R s'ouvre, et le réservoir Q remplit, en envoyant de Tair à la pression p, le vide qui tend à se produire. Enfin, quand le piston E arrive au bas de sa course, le cylindre E est plein d'air froid à la pression p, et le3 choses recommencent comme à la course précédente.

Le résultat définitif d^une double course est donc de faire passer un certain volume d*air froid du réservoir Q dans le réservoir 0, c'est-à-dire de la pression p à la pression supérieure P.

Une fois Tair comprimé introduit dans le réservoir 0, il peut être utilisé par un cylindre à double effet, à la manière de la vapeur dans les machines à vapeur ordinaires.

La pression p du réservoir inférieur peut être égale à la prèssion atmosphérique, el dans ce cas, le réservoir Q est inutile, la soupape R puise directement dans l'atmosphère. Si la pression p est supérieure à la pression atmosphérique, le réservoir fermé Q devient indispensable, mais il suffit d'y comprimer de l'air à la pression p, une fois pour toutes, on se bornera pendant la marche de la machine à introduire dans ce réservoir, au moyen d'une pompe spéciale, la quantité d'air strictement nécessaire pour réparer les pertes. On aura donc des machines à haute ou à basse pression.

Le calcul des effets de la machine Lemoine nous offrira un exemple des plus intéressants, du calcul de l'effet des toiles métalliques.

Soient :

a la section du cylindre A, que nous appellerons désormais Réchauffeur ou Refouloir;

h sa hauteur;

p la pression du réservoir inférieur Q;

P la pression du réservoir supérieur;

t la température constante de Tair froid au-dessus du pistou, qui est égale à celle qui règne dans les réservoirs et Q. Nous supposerons que c'est aussi la température de la toile supérieure du piston ;

T la température constante de l'air chaud au-dessous du piston, que nous supposerons égale à celle de la toile inférieure de ce piston ;

z la hauteur dont le piston s^est élevé au-dessus du fond du cylindre à un moment donné;

X la pression qui règne dans le cylindre à ce moment.

Lorsque le piston (fig. 30) a parcouru une hauteur z telle que les deux soupapes R et S sont encore fermées , la masse d'air qui remplissait le cylindre au commencement de la course, à la pression p et à la température t , s'est fractionnée en deux parties , celle d'en haut qui est à la pression a; et à la température t, celle d*en bas qui est à la même pression x et à la température T. En général, on a pour le poids d'un mètre cube d'air à la pression p et à la température t :

(formule 19)

Fis. 30.

Nous exprimerons que la somme des poids d'air qui remplissent le dessus et le dessous du piston est égale au poids qui remplissait le cylindre au commencement de la course, ce qui nous donnera l'équation :

a zx û (A — z)x a lip

U(a-hT) li(a"f-<) \\(a-ht)

Posons

a-h t a -HT

= m, et il viendra :

ou bien