CORN1SH PVMPIXG ENGINE ) ET CELLES DE BOILTON ET WATT

BMPLOTËE* A l/ÈLÈVATION DES EAUX.

Avant d'examiner les résultats des différentes machines servant à l'élévation des eaux, il convient d'exposer, d'après M. Wicksteed, et la composition de ces machines et les divers points qui constituent leur différence.

Les machines système du Cornouailles établies à l'usine East London Water Works , sont destinées à élever les eaux dans la ville de Londres. C'est exactement le système que nous avons décrit précédemment et représenté sur les pl. 38 n 40, à l'exception qu'au lieu d'épuiser les eaux des mines, elles élèvent celles d'un résenoir au moyen d'un seul piston plein d'un énorme diamètre.

Ce piston est lié directement a l'extrémité du balancier, opposée à celle du piston à vapeur, et n'a en raison de la différence des bras qu'une course inférieure à celui-ci. Un énorme contre poids en fonte sert à équilibrer tout le système et à donner la charge nécessaire pour refouler l'eau dans une colonne extérieure où elle s'élève à une hauteur de 33" environ. Le corps de pompe dans lequel se meut le plongeur est en communication avec deux soupapes analogues à celle que nous avons représentée fig. 19, pl. i0. L'une de ces soupapes s'ouvre à chaque course ascendante et se ferme lorsque la voisine s'ouvre à chaque course descendante et réciproquement. Elles sont toutes deux montées à l'embouchure de tuyaux en fonte d'un même diamètre que le corps de pompe, de sorte que le mouvement de l'eau est régulier dans tout son parcours. Une circonstance particulière à cette machine est que le condenseur et les pompes qui en dépendent sont situées du côté opposé du piston à vapeur ; la pompe a eau froide est mise en mouvement par une équerre en fonte flxée au contre-poids du piston foulant. Ce système de machine à foyers et bouilleurs intérieurs, les pompes et les tuyaux, a coûté 190,000 francs; la construction est de MM. Harvey et O' et William West, de la fonderie de Hayle.

Ces constructeurs s'étaient engagés à faire produire à la machine, pendant une période de douze mois, un travail régulier correspondant à plus de 12,000,000 de kilog. ou 12,W5,830 litres d'eau élevés à 1 mètre de hau-

teur, avec une consommation de 42k 62 de bon charbon de Welsh, ce qui a été accompli.

La mach ne fonctionna, dès les premiers jours qu'elle fut établie, avec la plus grande satisfaction, et produisit immédiatement sur les autres une grande économie. Toutefois les clapets de la pompe à air, étant de dimensions extraordinaires , causaient de si grandes secousses sur leurs sièges que les murs de la chambre de la machine en étaient ébranlés; on les modifia plusieurs fois, mais tous ceux que l'on fil étant sur le même principe que les soupapes en usage dans les usines du Cornouailles, ne purent remédier à cet inconvénient. Cependant MM. Harvey et West imaginèrent, en 1839, des valves à double siège, marchant seules, et qui produisirent un bon effet ; elles n'occasionnent pas en fermant autant de bruit que les premières, et de plus elles ne laissent pas introduire d'air ni perdre d'eau (fig. 19, pl. 40).

La machine de Boulton et Watt, établie à la même usine, diffère des précédentes par divers points importants. C'est toujours une machine à balancier, mais à course égale, marchant à simple effet, mais élevant et refoulant alternativement l'eau au lieu de la refouler seulement. Par suite de cette disposition, la tige des pompes n'a besoin que d'un contre-poids très-faible. Les pompes à air et le condenseur sont placés près du cylindre à vapeur, ainsi que dans les premières machines de Watt, avec lesquelles celle que nous examinons ne présente que les différences que nous allons signaler.

P Le cylindre des machines du Cornouailles est placé dans une position relative avec les chaudières, telle que la vapeur condensée dans l'enveloppe peut retourner naturellement à ces dernières. Cette enveloppe est si bien enfermée que la température de la vapeur qui s'y trouve n'est inférieure à celle de la chaudière que de 4 degrés centigrades, c'est-à-dire que dans l'une des capacités (la chaudière) la vapeur est à 140 degrés et que dans l'autre (l'enveloppe) elle est à 136°. Le poids de l'eau employée pour la formation de la vapeur de celle ci, à chaque course, n'excède pas 0k015 , ou environ 1/2 p. 100 de la dépense totale.

Dans les machines de Boulton et Watt, la vapeur condensée s'échappe par un siphon et ne retourne plus dans la chaudière, elle est ainsi perdue. On compte qu'il faut environ 0k 045 d'eau par course pour la production de cette vapeur, ou 2 1/2 p. 100 de la quantité totale. Déduction faite de ces deux résultats, on trouve qu'il y a excès de perte, dans les machines de Boulton de 1,7/10 p. 100.

2° L'espace qui existe au-dessus du piston dans les machines du Cornouailles, lorsque les orifices sont fermés, est égal à 510,,éc-cub- , ou environ le 1/20 de l'espace au-dessus de celui-ci, lorsque les orifices sont ouverts; dans les machines de Boulton et Watt il est égal à 570d6c cub- , ou environ le 1/8. La soupape d'équilibre est fixée sur le bas du cylindre dans les machines de Boulton et Watt et communique avec le haut de celui-ci par un tuyau ; si cette soupape était située au sommet comme dans les machines

vi. 32

PIBL1CATI0N INDUSTRIELLE.

du Cornooallïes, l'espace de le largeur serait rédort à 400 ^ ou envfron le 1/12.

Dans une machine à simple effet, lorsque le haut do piston n'est pas directement en communication avec le condenseur et cfoe la vapeur agit sans expansion, if n'y a aucune perte résultant de cet éloignemetit, mais lorsque la vapeur est employée avec détente, cet espace est rempli, avant l'ouverture de la valve, de vapeur d'une densité moindre que celle qui suivra l'admission. Or, évidemment, plus la vapeur agissant est détendue, plus grande sera la quantité de vapeur remplissant Tespare en question, car la vapeur restant au-dessus du piston après chaque course sera plus rare ou de moindre densité. Mais cette vapeur qui reste agit encore et produit un effet utile.

Dans le cas que nous considérons, la vapeur laissée dans le cylindre des machines du Gornouailles occuperait, à la densité de celle qui va être admise, un espace égal à 220d«*«»*, on à peu près 1/16 de Tespace entier |qui se trouve au-dessus du piston au moment de fermer la communication.

On ne doit cependant pas déduire de ce qui précède que quand la vapeur agit avec détente, l'augmentation d* espace au-dessus du piston soit avantageuse. Car, supposons l'espace aussi grand dans les machines du Cornouailles qu'il Test dans celles de Boulton et Watt, c'est-à-dire 1/8 au lieu de 1/20 de tout le volume, lorsque le piston est au bout de sa course; ce volume serait alors égal à !*• «• 273, et l'espace occupé par la vapeur laissée à la fin de la ( ourse antérieure , au moment d'ouvrir la valve, égal à 549déc.e.f ce qui donnerait une différence de 724dé« c . Dans le cas précédent, le volume de vapeur était de 510**C-C , et en déduisant les 2204*-*pour ta vapeur laissée dans le cylindre, on a une différence de 2904é* * ; la quantité de vapeur à ajouter pour produire le même effet est donc

7Sfcd*- 220**- c «* 5W«c- e. ou 12 1/2 p. 100

de plus par course que quand l'espace au-dessus du piston était moindre.

En faisant l'opération inverse et en supposant l'espace de la machine de Boulton égal à celui de la machine du Cornouailles, c'est à-dire, 1/-20 au Heu de 1/8, on a 22t)l,fc c , de sorte que l'espace occupé par la vapeur restant dans le cylindre est égal à 130décc-. La différence devient alors OO-*' % au lieu de ( 566d*c« *• — * ) - 227d6c S ce qui donne

227**- «• - Où**- «• = 137d*« «• ou k t /2 p. 100

de moins par course pour produire le même effet.

Ainsi, dans la machine de Boulton et Watt, la perte provenant de la disposition de l'enveloppe et du grand espace réservé à la vapeur au-dessus du piston est égale à

1 — p. 100 + 4, 2 p. 100, ou à peu près 6 p. 100;

PUBLICATION hVbCSTniEt.I.Ë.

a nt rement dit, si la construction, qoànt è ce qui regarde des deux points, était la même que dans la machine de Cornouailtes , le travail serait de 131,333 kilogrammètrcs parkilog. de charbon brûlé (petit Newcasde), et la machine du Cornouailles aurait seulement produit 2. 13 fois l'effet au lieu de 2. 26.

Ces altérations dans la machine de Boulton et Watt résultent, sans aucun doute, du premier point que nous avons examiné; quant ffu second (Vespace pour la vapeur au-dessus du piston), les changements de position de la soupape d'équilibre le modifieraient avantageusement, mais néanmoins la prudence a déterminé la hauteur d'élévation du piston de sorte qu'on ne peut rien changer sur ce point , à moins toutefois d'établir de* ressorts asseï énergiques pour empêcher le fond du cylindre de se briser.

3° Ce qu'il reste à considérer maintenant est la différence des résistances que chacune des machines a à vaincre. La table suivante en fait voir le résumé. Seulement il est utile d'observer que la résistance opposée à la vapeur dans la machine du Cornouailles, varie pendant la durée de la course parce que l'eau est élevée du puits dans le corps de pompe, et que la pompe à air agit pendant la course ascendante du piston à vapeur.

Poids entraînant l'extrémité dn balancier... 90118.81 0.776

Aneomraencemeai

de la cours*-. de U course.

A la On

Travail moyen.

Charte . Pression Charge totale par c. q. totale fll tllotf. dëpïsion. enkilog.

Charge d'eau élevée par la

a eau froide....

aeaa Pompe a air.

ImperfecUon dn vide..

T&tkl, . i . . . .