SANS CONDENSATION

ARTICLE I

DESCRIPTION DE LA MACHINE

Nous venons de donner, dans le chapitre precedent, la théorie générale des effets de la vapeur agissant dans le cylindre d’une machine, tant pendant son admission directe de la chaudière que pendant sa détente dans le cylindre, après sa séparation de la chaudière. Cette théorie, et les formules que nous en avons déduites, forment la base de tous les calculs que peuvent exiger les applications particulières de la vapeur; et il ne nous reste plus maintenant qu’à en montrer les modifications suivant chaque système de machine ou chaque mode en usage pour utiliser l’action motrice de la vapeur.

C'est ce but que nous nous proposerons dans ce chapitre et dans les suivants.

Les machines à haute pression proprement dites, par lesquelles nous allons commencer, sont des machines à double action ou rotatives, à haute pression, sam détente et sam condensation. La vapeur y est d’abord formée, dans la chaudière, sous une pression absolue d’environ 3 ou 4 atmosphères, ce qui fait 4 5 à 6o livres anglaises par pouce carré, ou3à4 kilogr.parcentimètre carré; ou, pour employer l’expression en usage, la vapeur y est formée sous une pression effective (en sus de la pression atmosphérique) de 3o à 45 livres par pouce carré, ou

MACHINES A HAUTE PRESSION

«le a à 3 kilogrammes par centimètre carré. Ensuite cette vapeur pénètre dans le cylindre au-dessus du piston, tandis «jue la face inférieure de celui-ci se trouve en communication libre avec l’atmosphcre, au moyen des passages de sortie de ce côté, qui se trouvent alors ouverts. Le piston éprouve donc, sur sa face supérieure, la pression de la vapeur, et sur sa face opposée, la pression de l’atmosphère; et, comme la première de ces deux forces excède considérablement la seconde, il est poussé vers le bas du cylindre, et opère sa course descendante. Dès qu’il est parvenu au bas du cylindre, il se fait un changement dans les passages de la vapeur. Le conduit par lequel la vapeur arrive de la chaudière, au lieu de continuera communicjueravec le dessus du piston, se trouve maintenant dirigé vers le dessous; tandis que, dans le même instant, le passage par lequel la vapeur s'échappe dans l’atmosphère communique avec le sommet du cylindre ou la face supérieure du piston. La vapeur de la chaudière, prenant donc la nouvelle route qui lui est ouverte, se précipite dans le cylindre au-dessous du piston; en même temps la vapeur située au-dessus de ce piston, et qui avait ser\i à exécuter la course précédente, s’échappe dans l'atmosphère, de sorte qu’il ne reste plus de ce côté que la pression atmosphérique. Ainsi le piston, pressé au-dessous par la vapeur de la chaudière, remonte dans le cylindre, et parvient au sommet de sa course; puis un nouveau changement des passages s’opère, le piston r«‘prend sa direction descendante, et ainsi de suite.

On voit de quelle manière s'exécutent les mouvements ascendants et descendants du piston. En outre, la tige de celui-ci est liée par une bielle à une manivelle fixée sur l’arbre du volant. A chaque course du piston, la manivelle fait donc opérer au volant une demi-révolution. Dans les premiers instants, ce mouvement est extrêmement lent; mais comme les courses successives du piston, soit en montant, soit en descendant, tendent toujours à continuer la révolution du volant dans le même sens, ainsi que cela se voit dans le rouet et dans le tour ordinaires, il s’ensuit «pie la vitesse s’accélère graduellement, et qu’elle acquiert enfin un degré dépendant «les circonstances dans lesquelles travaille la

25o CHAPITRE CINQUIÈME.

machine. Cette action du volant fait également comprendre comment , à la fin de chaque course du piston, le changement des passages de la vapeur peut être exécuté par la machine elle-même; car, puisque le volant, une lois mis en mouvement, continue de lui-même, pendant quelque temps, sa rotation, en vertu de son inertie, il dispose d’une force suffisante, non-seulement pour mouvoir les pièces destinées à changer les passages de la vapeur, mais encore pour continuer, sans ralentissement sensible, le mouvement de la machine pendant les interruptions momentanées qui ont lieu dans l'action de la vapeur.

La PL XII représente une machine à haute pression d'un travail ordinaire de »o chevaux. Comme nous avons déjà, danslechap. III, décrit en détail les principaux élémentsqui entrent dans sa composition, ainsi que dans celle des autres machines, nous serons en ce moment dispensés d’y revenir; et il nous suffira de montrer sur la figure l’emplacement et l'action réciproque des pièces de la machine que nous considérons, en renvoyant, pour plus de détails, aux explications et aux figures déjà données dans l’ouvrage.

La chaudière de la machine est placée dans une chambre voisine, et elle est de la forme cylindrique à foyer intérieur, déjà décrite Jig. 1 8. La vapeur, en sortant de la chaudière, arrive par le tubeA, ettraverse d’abord la soupape à gorge qui est contenue dans la boite a. Ensuite elle pénètre par le tuyau a', dans la boite à vapeur B, qui présente ici la forme extérieure d'un pilastre séparé de la machine. Le tiroir est de la forme représentée dans la Jig. 46, Pt- PI, qui a déjà été expliquée en détail. Il consiste en un tuyau courbé en forme de fer à cheval , et dont les deux extrémités s’appuient, au moyen d'un ressort de pression, contre la face plane sur laquelle s’exécute son mouvement. Cette face plane présente trois ouvertures: une en haut, qui est le port supérieur du cylindre, et deux en bas, qui sont le port inférieur du cylindre et le port d’éduction. L’orifice supérieur du tiroir est de même grandeur que le port d’en haut du cylindre, mais son orifice inférieur est beaucoup plus large et peut couvrir à la fois le port inférieur du cylindre et le port d’éduction. Il en résulte que, quand le tiroir est au

machines a haute pression.

haut de sa course, comme il est représenté sur la fig. 46, le port supérieur du cylindre se trouve découvert et reçoit la vapeur venant de la chaudière, tandis cjue le port inférieur et le port d’éduction, se trouvant à la fois compris dans l’ouverture inférieure du tiroir, permettent à la vapeur qui occupait le bas du cylindre, de s’échapper parle tuyau d’éduction. Dansce moment le piston de la machine exécute donc sa course descendante; mais si, au contraire, le tiroir est baissé d’environ a pouces et demi, ou s'il est au bas de sa course, l’orifice supérieur du tiroir tombe sur le port d’en haut du cylindre, et le tiroir forme alors un conduit qui mène la vapeur du haut du cylindre au tuyau d'éduction, tandis que le port inférieur du cylindre, n’étant plus recouvert par le tiroir, reçoit librement la vapeur qui remplit la boîte à vapeur. Ainsi, à mesure que le tiroir monte ou descend, il laisse pénétrer la vapeur de la chaudière successivement au-dessus et au-dessous du piston, et laisse en même temps sortir la vapeur située sur la face opposée du piston, et qui a terminé son action dans la machine.

La vapeur, en parcourant le tuyau d'éduction, est ordinairement employée à chauffer, autant que possible, l’eau destinée à l’alimentation de la chaudière. Dans la machine représentée sur la PL XII, la vapeur est conduite dans un tube de 4 pouces anglais de diamètre et de g pieds de longueur, lequel est renfermé dans un autre tube de 8 pouces de diamètre, contenant l’eau qui doit passer dans la chaudière; et cette eau y acquiert d'abord une température d'environ qa degrés du thermomètre de Fahrenheit, ou 33 degrés centigrades, avant de servir à l’alimentation. Enfin, après avoir parcouru ce tube, la vapeur est conduite dans la cheminée du foyer, où elle s’échappe librement avec les gaz qui proviennent de la combustion.

La vapeur distribuée par le tiroir pénètre dans le cylindre à vapeur de la machine. Ce cylindre est contenu dans une enveloppe métallique, qui sert à le protéger contre tout refroidissement extérieur, et que l’on voit figurée en G. L’intervalle compris entre cette enveloppe et le cylindre est d'environ a pouces, et rempli d’air ou quelquefois de la vapeur même de la chaudière. Le piston contenu dans le cylindre à