ReBdemcBt économique de* chAudières A vAponr. -^ LeS

appareils de chauffe doivent satisfaire à une autre condition que celle de la puissance : c'est Téconomie. L'économie du combustible^ est un des éléments indispensables de tout appareil moteur, et elle marque pour ainsi dire le degré de sa perfection. Telle chaudière pourrait donner une grande quantité de vapeur par mètre carré et par heure, et n'utiliser qu'une faible part de la chaleur émise par le combustible. Il est bien certain, parexemple, que la partie de la chaudière qui est placée directement sur le foyer recevra par mètre carré plus de chaleur que les parties qui en sont plus éloignées. Si Ton restreignait la chaudière à cette partie qui regarde directement le feu, on réaliserait une grande puissance par mètre carré de surfiice de chauffe, mais on perdrait complètement la chaleur emportée par la flamme, chaleur qui se répand dans l'atmosphère à l'extrémité de la cheminée. On doit donc viser à utiliser le plus possible la chaleur du combustible. Pour y parvenir, on place sur le parcours de la flamme des surfaces de chauffe en quantité suffisante pour absorber la chaleur des gaz, les refroidir et les rendre à la cheminée à la température la plus basse possible. Comme la chaleur qui peut passer dans un temps donné à travers une surface de chauffe est proportionnelle à la diflérence de température qui règne sur les deux faces, c'est-à-dire à la différence de température du corps chauffant et du corps chauffé^ on a intérêt à mettre les surfaces les plus froides en contact avec les gaz les plus froids, en d'autres termes, l'eau froide doit entrer dans les chaudières du côté des gaz froids et parcourir la chaudière en sens inverse du mouvement de la flamme. C'est le principe des courants inverses. Les appareils dits r^c^u//(^urs, et qui consistent en tubes recevant l'eau froide d'alimentation, tubes que l'on place prés de l'échappement des gaz dans la cheminée, n'ont pas d'autre but que d'utiliser la chaleur conformément au principe que nous venons d'énoncer. L'établissement d'une chaudière comporte donc au point de vue économique un argument qui est ainsi défini ; le poids de vapeur

. 3Si HÉCAMQUli: LNDUSTRlËLLb;.

fourni par kiloyratnme de kotàlle. 11 va sans dire que dans cette évalualion, on doit tenir compte de la qualité de la houille, qualité qui n'est pas unitorme, mais qu'on doit rapporter k sa valeur moyenne,

En résumé, on mesurera la puissance d'une cliaudière par le poids de vapeur produit par heure et par mètre carré de surface de cluiuffe; on mesurera son utilisation par le poids de vapeur fourni par kilogramme de houille.

128, Dc> Mttétintem capèee* de cbaNdl^rei». — LeS premières

clinudiéres fonctionnaient à basse pression, elles avaient la forme d'un vase hémispliérique h fond presque plat; on les appelait chau (liéres à tombeau (lig. 09).

Plus lard on eut besoin de machines plus puissantes; on augmenta la pression et il fallut donner aux enveloppes des chaudières la ri>rmcd'un solide de résistance maxiina. On employa alors les ch;iudières cylindriques (fîg. 70) Icrmini'es par des fonds hémis-

Fii;, .W. . ■ ■

piiuriques.

^Plus tard encoro, un uiit hosoin d'augmenter la surface de chauffe sans [aiigir!( n'er toutefois dans une forte proportion le vo-

lume des chaudicre.s qui était ilrj^ bien encombrant. On imagina alors les chaudières à fojer intérieur (Cg. 71) et les chaudières à bouilleurs (fig. 7'2). Les bouilleurs B sont des tubes horiiontauï

LES CHilUDIÈRES A TAPEUR. 355

noyés dans la flamme et qui communiquent avec les chaudières par des tubulures verticales rivées sur les parois et sur le dessus des bouilleurs (lig. 72).

Kg. 11. Fin- -i.

Tantôt ces bouilleurs sont compris dansile même plan vertical que la chaudière, tantôt ils sont logés dans] des compartiments latéraux ou la flamme n'arrive que quand elle a déjà perdu une grande partie de sa chaleur (lig. 73).

Lorsqu'il s'agit de créer la machine locomotive à vapeur, on se trouva, au point de vue de la chaudière, en présence d'une grosse difficulté. Les chaudières jusqu'alors employées étaient trébencombrantes. 11- s'agissait de constituer un appareil de chauffe très-puissant et en même temps occupant peu de place. M. Séguin avait imaginé le système lubulaire en 1826 (fig. 74), et cette découverte qui devait faire faire de si giands progrès aux machines à vapeur, se trouva

354i UECANKJUE INUUSTKIELLt:.

toute prête lorsqu'il s'agit de l'appliquer aux locomotives. L'invention réalisa' entièremenl les espérances qu'elle avait fait concevoir, et l'industrie se trouva immédiatement en possession d'un nouveau type de chaudière pouvant présenter sous un petit volume des surfaces de cliaufle considéraliles et constituant des appareils d'une grande puissance.

Ënlin, dans ces dernières années, un nouveau principe fort ingénieux a été mis en pratique. Dans les chaudières Field (fig. 75), des tubes tt sont pendants au milieu de la flamme. A l'intérieur de ces tubes emboutis sur le ciel de la chaudière sont placés des tubes pluspetitsf terminés à la parlie supérieure par un entonnoir évasé, et simplement suspendus sut' le plus grand tube sans fermer son orifice supérieur. Sous l'action de la chaleur du foyer la vapeur se forme dans le cylindre annulaire compris enlre les deux tubes, cette vapeur s'élève et l'eau du petit tube vient la remplacer au fur et à mesure de sa formation. 11 s'établit ainsi un courant d'eau descendant dans le tube intérieur, et un courant de vapeur ascendant le long des parois extérieures. Ce courant atteint des vitesses considérables, et grâce au renouvellement permanent du liquide en contact avec les paroiscliauft'ées, l'évaporation est très- . active. Ces sortes d'appareils sont caractérisés par la rapidité de la mise sous pression. Aussi conviennent-ils surtout pour les pompes à incendie et dans les autres circonstances où la mise en marche doit être faite en peu de temps.

11 existe un certain nombre d'autres générateurs à circulation rapide. Le principe en est toujours le même : créer par des dîffé-

rentes de poids spécifique de l'eau et de la vapeur des courants verticaux qui renouvellent le liquide en contact avec les parois.

Enfin les générateurs des machines marines (fig. 76) orirent une combinaison du sifsième tubulaire avec les parois planes.

Ce système peu rationnel puise sa raison

d'ëlre dans la forme qu'on est obligé de donner aux chaudières pour les loger commodément dans la carène des navires. Ici les ■ maçonneries sont totalement supprimées, et l'appareil simplement en tAle est réconforté par des armatures métalliques pour éviter les déformations des parois planes. Les générateurs de machines marines sont d'ailleurs soumis à une sujétion qui leur est spéciale et qui cause une notable déperdition de chaleur, nous voulons parler de l'obligation de rejeter une pailie de l'eau contenue dans les chaudières, lorsque sa teneur en se) dépasse une

SR8 HËCANIQCE INDUSTRIELLE.

certaine limite. C'est ce qu'on nomme r«;lnictt«i. On évite maintenant cette obligation par l'emploi des condenseurs par surface dont l'emploi tend à se généraliser (voir page 22S|.

En résumé, on peut classer les générateurs de vapeur en sept catégories distinctes :

l' Chaudières à tombeau;

S" Chaudière cylindriques à fojer extérieur ;

3° Chaudières cylindriques à foyer intérieur ;

4° Chaudières à bouilleurs ;

5' Chaudières tubulaires ;

6" Chaudières k circulation ;

7" Chaudières marines.

129. TabkMw «ea éléneata ■— til ^ M * mIbUIb rnmx. <*«hi4M««s

to. — Les différents types de chaudières employées dans l'industrie varient à l'infini dans leurs ■ détails, mais ils peuvent toujours se ramener à la classification que nous avons adoptée. Nous terminerons en donnant un tableau des arguments spéciaux des différentes espèces de chaudières et en y joignant un nouvel élément, le poids de combustible brûlé par déâmitre carré de surface de grille. Ces éléments sont extraits des ouvrages de MM. Morin. Tresca et Péclet.