VII. — CHAUFFAGE PAR LA VAPEUR
Tout le monde connaît aujourd'hui la vapeur, mais on ne se rend pas encore bien compte de toutes ses admirables propriétés. C'est presque exclusivement à l'emploi de la vapeur que, depuis un demi-siècle, le commerce et l'industrie ont pris les immenses développements que chacun sait. C'est à la vapeur que nous sommes redevables des grands progrès accomplis, progrès qui ne marqueront qu'une étape bien modeste dans l'histoire de l'humanité, à côté de ceux que la vapeur réalisera dans l'avenir; nous ne pouvons que constater un lait : c'est que, à l'heure présente, la vapeur est l'àme et le nerf des grands progrès (1).
Nous n'avons pas à nous occuper ici de la vapeur comme force motrice, ni comme agent mécanique et chimique, mais seulement comme agent calorifique.
La vapeur d'eau, en se condensant, possède la propriété de dégager de la chaleur à une température qui ne dépasse pas celle de son point d'ébullition. Cette propriété rend la vapeur un moyen de chauffage très-sain et bien plus régulier que le feu nu; en outre, la vapeur transporte rapidement la chaleur à de grandes
(1) Actuellement il existe en France 1S3(I00 établissements industriels qui emploient la force de 502000 chevaux- vapeur, et occupent 800000 ouvriers environ.
Le département de la Seine figure en première ligne pour un chiffre de production de 1 milliard G90 millions en chiffres ronds, et entre pour un cinquième dans la production totale.
Le Nord, qui vient immédiatement après, accuse une production manufacturière de 700 millions environ ; le Rhône, 600 millions ; la Seine-Inférieure, AAO millions ; les Bouches-du-Rhône, 271 millions; la Loire, 22i millions.
La Corrèze et le Cantal sont les derniers départements sur la liste : le premier avec un chiffre de 5 millions et demi, le second avec 3 millions et demi.
distances, de sorte que nous ne craignons pas d^affirmer que, dans tous les établissements d'une certaine étendue, c*est sous tous les rapports le moyen de chauiïage le plus sain, le plus économique, le plus avantageux.
On se demandera peut-être comment il se fait que possédant tous ces avantages, la vapeur ne soit pas plus connue et surtout plus répandue comme moyen de chauiïage. Gela tient à des causes multiples que nous allons énumérer.
Au premier rang de ces causes, nous trouvons dame routine qui n'aime pas les innovations; c'est si désagréable d'user d'une chose à laquelle on n'est pas habitué, et la route de Sainte-Routine est rocailleuse, par conséquent le progrès ne peut rouler facilement sur sa voie.
La seconde cause, c'est que la vapeur est une force dangereuse qui peut causer de graves accidents et même la mort ; ensuite que sa bonne installation est difficile et qu'on la croit dispendieuse, qu'elle nécessite la présence d'un chauffeur-mécanicien, et qu'enfîn sa mise en train occasionne des claquements et une certaine trépidation désagréable.
Si nous examinons cette série de griefs formulés contre la vapeur comme chauiïage, nous les trouvons faux dans certains cas et exagérés dans d'autres.
Pour ce qui est du danger, cette crainte est chimérique, car on peut employer aujourd'hui des générateurs à vapeur inexplosibics, comme nous allons le voir en parlant de l'installation de ce chauiïage; or, ce sont les chaudières à vapeur qui, dans ce mode de chauiïage, sont plus sujettes à faire explosion plutôt que les appareils de condensation.
Ensuite beaucoup de personnes confondent les accidents survenus par les thermo-siphons (appareils à eau chaude), et bien souvent, quand nous avons parlé du chauiïage à la vapeur, même à des confrères, ils nous ont répondu : < Merci du procédé ; avez-vous oublié Tépouvantable accident survenu à Saint-Sulpice, à Paris? >
Nous avouons que le désastre a été grand et que la vapeur a fait ici de nombreuses victimes; malheureusement ou plutôt heureusement, le chauiïage à la vapeur ne peut être en cause dans cette aiïaire, puisque le mode de chauiïao:e adopté à Saint-Sulpice était l'eau chaude; et nous constatons que celui-ci est autrement dangereux que la vapeur. En eiïet, si par une négligence ou un dérangement quelconque de l'appareil, une quantité d'eau vient à se vaporiser dans la chaudière du therino-siphon, celle-ci, qui n'est pas en état de résistera la force expansive du fluide, est brisée, vole en éclats et peut faire de nombreuses victimes. Les appareils ou surfaces de chauiïe sont dans les mêmes conditions. C'est par un de ces appareils qu'à Saint-Sulpice, le 7 janvier 1858, cinq personnes ont été tuées et d'autres dangereusement blessées.
Passons à cet autre grief : l'installation est difficile et dispendieuse.
Autrefois ce reproche pouvait avoir quelque fondement; aujourd'hui, nous
LES APPARErUS DE CHAlFKAr.E MOOEnSES, 103
svans des ingéniciirs-conslructeurs (|ui insullcnt facilement le sysU-me; (|uant iuix frais de |)remier ^Liblisscineiil et d'entretien, il est incoiitesluble que ce mode (le cliaulTage coOle un liers tle moins que celui à l'air cliautl et moitié muiiis (|ue celui à l'eau chaude.
Le dernier grier paraît plus sérieux; en eflcl, le premier vcuu ne ]ieu[ conduire une macliine  vapeur. Il faut un certain temps d'apprentissage; mais enfin, la conduite d'un générateur ii vapeur n'est pas tellement diiïicilc (ju'un ouvrier intelligent ne puisse, en ({uin/c jours, être parfaitement ait courant de cette maiioruvrc.
Pour ce qui est du claquement de la mise en train, ce bruit ne dure f[ue quel[|ues minutes; il est même presque nul si les tuyaux de condensation sont bien établis elviver des pentes convenables.
Avnniaira dm «bauRnie pnr U vapcnr. — Comme on peut le voir, tous les rcprodics formules contre le chauffage ù In vapeur s'évanouissent en les analysan", etil ne reste plus qu'à résumer les avantages de ce système; ils sont nombieux :
1° U permet de conduire la clialeur h de [rës-grandes distances, sans déperdition trop sensible, et de placer des surfaces de cliauffage partout où le réclament les besoins du service et les exigences de la construction.
2" Les conduites de vapeur sont d'un très-petit diamètre et peuvent être établies en tous lieux sans nécessiter de travaux spéciaux toujours coiUeux.
3' Ce ctiuulTagc remplit toutes les conditions de salubrité cl d'bygièue; il ne cAlcine jias les molécules d'air pur cl ne les désoxjgéue pas. On peut, en oulre, le régler ii volonté suivant la température extérieure en faisant varier l'ouverture des robinets qui commandent les conduites.
i" Il est très-économiiiue comme installation première, entretien des appareils et consommation du combustible ; avec un seul foyer on peut chauffer un local d'une sufierncie telle, qu'en employant l'air chaud il faudrait trois, quatre et même un plus grand nombre de calorifères.
Si nous avions besoin de preuves pour étayer nos affirmations, nous les trouverions dans l'éclel; voici ce qu'il dit dans son Traité de la chaleur, page tâX de son troisième volume : « Le cliaulTage de la Bourse a été très-bien entendu et très-bien exécuté, et il a produit tous les résultiits qu'on en attendait... Il y a quelques années, cet appareil a éprouvé un léger accident : tes compensateurs en fonte des tuyaux n'ayant pas été graissés et soignés convenablement, les surfaces métalliques en contact se sont rouillées et ont pris une adhérence telle qu'elles n'ont pu glisser l'une sur l'autre, et que les parois des caisses de fonte ont été brisées. Un a alors remplacé ces compensateurs en fonte par deux autres plus petits en cuivre, placés l'un à la partie supérieure, l'autre à la pallie inférieure des deux tuyaux qui doivent être réunis. Le premier sert au
104 TRAITÉ COMPLlirr DU CHAUFFAGE CT DE LA VENTILATION.
passage de la vapeur, le second à celui de Teau. On a éloigné ainsi toute chance d^accident.
» Le chauffage de la Bourse fonctionne depuis plus de trente ans d'une manière satisfaisante, sans avoir subi d'autre modification que celle dont nous venons de parler et le remplacement des chaudières.
» Les ré^ltats obtenus ont prouvé que le chauffage à la vapeur est moins dangereux que le chauffage à Teau chaude, n'exige pas plus de soins de la part du chauffeur, et est moins coûteux de premier établissement, parce que les surfaces de chauffe sont à une température plus élevée. En outre, les frais de chauffage sont plus faibles, par la raison qu'il y a moins d'eau à échauffer chaque fois et moins de déperdition pendant la nuit. »
L'opinion de Péclet confirme donc en tout point ce que nous avons annoncé sur le chauffage que nous préconisons, et nous pouvons ajouter que l'édition du livre que nous venons de citer a été écrite en 1858 ou 1859, c'est-à-dire il y a seize ou dix-sept ans; or, comme le même chauffage à la vapeur fonctionne toujours à la Bourse (à part quelques modifications apportées par les perfectionnements modernes), ce n'est pas depuis plus de trente ans qu*il faut lire, mais depuis plus de quarante-sept ans que ce chauffage fonctionne d'une manière satisfaisante, car il a été établi eu 1828 ou vers la fin de 1827.
Ce n'est pas seulement à Paris, mais même en province que, dès cette époque, les avantages de ce mode de chauffage étaient connus et utilisés; nous voyons en effet que notre homonyme, Bosc d'Antic, dans un mémoire lu par lui le 20 mars 1828 à la Société d'agriculture et arts de Besançon, s'exprimait ainsi : « Avant de clore ce mémoire, je dirai un mot des calorifères à circulation d'eau chaude et à la vapeur. L'un et l'autre ont des applications utiles et sont économiques; celui de Bonnemain, dont je vais parler, a servi avec avantage à faire éclore dos poulefe (notre figure 131, page 97, montre le couvoir artificiel de Bonnemain). Il peut être employé dans les serres et pour chauffer l'eau des bains à un degré constant, fondre les suifs, etc. » Bosc donne ensuite la description de l'appareil, qui ressemble entièrement à nos thermosiphons. Enfin, un peu plus loin, en parlant du chauffage à la vapeur, il entre dans des détails et fournit des explications qui présentent un grand intérêt et qu'à ce titre nous allons rapporter : « L'usage, dit-il, de chauffer les maisons à l'eau de vapeur est maintenant très-répandu en France et en Angleterre. Ce chauffage est très-sain et très-économique : il meta l'abri des dangers de l'incendie, et sous ce rapport il convient principalement pour les bibliothèques, les hôpitaux, les églises, mais surtout pour les filatures de coton, parce qu'une chaleur sèche fait casser les fils. La nouvelle Bourse de Paris est chauffée à la vapeur et Ton se loue d'en avoir adopté l'usage. Il est probable que de longtemps on n'emploiera cet appareil au chauffage domestique; je me bornerai à en donner une idée très-succincte. Cet appa-
reil n*est pas compliqué, puisqu'il ne se compose que d*une chaudière fermée et de tubes de conduites destinés à porter la chaleur dans les diiTérents étages que Ton veut chauffer... Ces tuyaux de .conduite sont ordinairement en fonte de fer, parce qu'ils sont moins chers et transmettent bien la vapeur. »
Nous pourrions citer d'autres auteurs; nous ne le ferons pas, dans la crainte de fatiguer notre lecteur. Cependant nous allons analyser brièvement ce que dit, dès 1825 (1), un auteur anglais, Tredgold (2), sur le chauffage à la vapeur; ce sera noire dernière citation.
Tredgold, après avoir indiqué les constructions nécessaires à ce genre de chauffage ainsi que l'économie qui n'est pas le seul avantage du procédé, ajoute que la santé des ouvriers occupés dans diverses fabriques est meilleure, et que la comparaison faite avec d'autres systèmes prouve que ce nouveau mode est encore utile à l'humanité. On remarque surtout trois chapitres fort intéressants; dans le premier il traite du chauffage des bâtiments publics, tels que théâtres, écoles, amphithéâtres; dans le second, du chauffage des hôpitaux, hospices, infirmeries et prisons; enfin, dans le troisième, il donne beaucoup de détails sur le chauffage des serres, et en général sur tous les établissements qui ont pour objet d'acclimater les plantes.
L'ouvrage de Tredgold n'est pas seulement basé sur des calculs et des théories, mais sur l'expérience qui a justifié tout ce qu'il a décrit.
Comme on peut le voir, nous n'avons pas avancé d'autres faits que ceux signalés par les auteurs que nous venons de citer.
lastaiiatioB dm ehaaiiage * la vapenr. — Ëtudipns maintenant la construction et rétablissement de ce mode de chauffage.
L'installation du chauffage à la vapeur comprend trois parties distinctes :
Les chaudières ou générateurs de la vapeur;
Les conduites de vapeur qui servent à la distribution (tuyaux de condensation et de retour).
Les surfaces de chauffe, où la vapeur, en se condensant, cède son calorique à l'air à échauffer.
ciMi«aières o« (éaératears de la vapear. — Les chaudières à vapeur peuvent être en fonte, en cuivre laminé ou en t61e de fer. Cette dernière est presque exclusivement employée aujourd'hui pour cette fabrication, à cause de sa plus grande ténacité et de son prix peu élevé.
(1) Dès 18i6 on faisait déjà la cuisine à la vapeur, puisqu'un nommé Lcmarc avait inventé un caléfacteur de cuisine à la vapeur. Cet appareil, qui avait été breveté, flt accorder une médaille d'argent à son inventeur, qui avait exposé son appareil à l'exposition industrielle de 18i7.
(2) The Principles of warming attd ventilatings buildings, by Th. TroJgold, 1 vol. in-h", London, 1^* édit., 1825; â« éJit., 1836.
La forme des chaudières est très-variable, mais on peut les ramener à deux genres principaux : les chaudières verticales et les chaudières horizontales; les premières, étant en général inexplosibles, présentent plus de sécurité.
Mais quelle que soit la forme des chaudières, elles doivent être munies de tous les appareils de sûreté en usage : flotteurs, soupape de sûreté, sifflet d'alarme, niveau d'eau, manomètre et trous d'homme pour permettre leur nettoyage.
En outre, on doit avoir près du générateur et à un niveau supérieur, si le local le permet, une bâche en tôle destinée à recevoir l'eau condensée dans les surfaces de chauffe et les tuyaux de retour; cette eau sert à Talimentation des chaudières.
Quand le local est trop bas pour permettre de placer la bâche au-dessus des générateurs, on l'établit sur le sol ou à une certaine hauteur au-dessus du sol, et une petite pompe mue par un quart de cheval-vapeur sert de temps en temps à remonter Teau de la bfitche dans le générateur. Celui-ci doit en outre être pourvu d'une bouteille d'alimentation munie d'un flotteur qui permet à un réservoir, avec lequel la bouteille communique, le remplacement de Feau dépensée.
Il sera toujours utile, quand le local à chaufl'er aura d'assez vastes proportions, d'avoir au moins deux générateurs, parce que si l'un d*eux se dérange ou nécessite une réparation, le fonctionnement de l'autre empêchera l'interruption du
service.
On doit installer sur chacune des chaudières une prise de vapeur de façon à
pouvoir se servir à volonté de chaque chaudière séparément; mais les deux prises de vapeur doivent être réunies dans une seule conduite, à moins qu'on ne veuille afTecter chaque générateur au chauffage de deux locaux distincts; et dans ce cas, il est encore utile que chaque générateur possède une double prise, de façon à pouvoir, en cas de réparation à l'un d'eux, fournir de la vapeur aux deux locaux à chaufl'er.
L'épaisseur à donner aux parois des chaudières varie avec leur forme, leur dimension, la ténacité du métal employé et la presshn effective de la vapeur (i).
Ce qu'il faut surtout s'efforcer d'obtenir dans la construction d'une chaudière pour lui faire rendre un maximum de production avec un minimum de dépense de combustible, c'est une grande étendue de surface en contact avec les produits de la combustion du combustible chargé sur la grille. Plus la surface de chauffe sera grande par rapport à la quantité du combustible placé sur la grille, plus sera sensible et efficace l'efl'et utile de celui-ci.
Pour satisfaire à ce principe, on a créé une quantité innombrable de formes pour les chaudières. Nous nous bornerons à les énumérer; car l'étude de leur
(1 ) On nomme ainsi l'excès de la pression intérieure de la vapeur sur la pression atmosphérique extérieure.
construction est du ressort du chaudronnier et non du Tumiste. Ce sont les chaudières de Walt ou à tombeau, à q/lindre, à bouilleur, à tubes, à réchauffeurs, etc.
Quelques soins que Ton apporte dans la construction, Tentrelien et la conduite des générateurs, il peut arriver des accidents par la rupture de ceux-ci; c'est pourquoi nous avons recommandé d'employer de préférence les générateurs inexplosibles. Quelquefois aussi les plaques de tôle se fendent et projettent dans la direction des déchirures des masses d'eau bouillante, souvent aussi dangereuses que les fragments des chaudières qui font explosion.
Les causes qui peuvent amener des explosions sont souvent difficiles à déterminer; du reste nous n'avons pas à les étudier ici; seulement nous renvoyons ceux de nos lecteurs, qui voudraient connaître les moyens les plus utiles de les empêcher, aux ouvrages spéciaux. Nous dirons cependant les causes principales qui déterminent ces explosions; elles sont au nombre de cinq : 1"* excès de pression ; ^"^ mauvais état des chaudières ; 3*^ chauffage des parties de chaudières non garanties par l'eau; 4"* abaissement de l'eau et état sphéroidal de celle-ci; 5'' injection de l'eau dans lès générateurs chauiïés au rouge.
TmjmmiL de eoBdaiie. — Les tuvaux destinés à conduire la vapeur des chaudières aux appareils de condensation placés aux différents points à chauffer, doivent être en cuivre rouge et disposés de manière à n'occasionner eux-mêmes qu'une faible condensation. On agira sagement en les recouvrant (comme les générateurs, quand ils ne sont point enveloppés de maçonnerie) de certains enduits ou matières qui empêchent la transmission de la chaleur.
On a proposé à cet effet plusieurs mastics. L'un des meilleurs et des plus efficaces est l'enduit de Pimont, dit calorifuge plastique. Il se compose de terre argileuse, de poils d'animaux ou bourre, de farine de colza et de plâtre.
D'après un rapport des ingénieurs de la marine, le calorifuge plastique de Pimont adhère parfaitement aux corps sur lesquels on rapplique. Sa surface est lisse et polie et peut recevoir une couche de peinture ou de vernis gras. Une épaisseur de 0",06 suffit pour arrêter presque complètement le rayonnement de la chaleur.
Pour appliquer le calorifuge sur la surfiice à recouvrir, rien n'est plus simple. Il suffit de le mouiller pour lui donner la consistance du mortier, après quoi on l'applique d'abord par couches très-légères, ensuite plus épaisses jusqu'à 0°',06.
On interpose quelquefois dans la masse de petites lattes en bois de 0'°,00G à 0">,008 d'épaisseur; c'est inutile et quelquefois mauvais, car le bois en se desséchant par la chaleur se contracte et peut faire fendiller l'enduit.
On emploie aussi un feutre très-léger et très-épais, spécialement fabriqué pour
. cet usage; la paille, le chanvre tressé en cordes peu serrées, les lisières de drap,
des bandes de papier, peuvent être employés aussi. Mais il ne faut pas croire
que toutes ces substances soient efficaces au même degré; les bandes de papier,
collées en g^rand nombre les unes sur les autres, donnent d'excellents résultats,, surtout si on arrive à former une couche de plus de O^^^Oi d'épaisseur.
Nous recommandons d'employer surtout ces procédés pour les tuyaux; en eflet^ comme ils sont de petit diamètre, ils constituent de vrais appareils de déperdition de la chaleur. Aussi chaque fois qu'on pourra placer les tuyaux dans des caisses ou coffres renfermant une matière peu conductrice (du poussier de charbon, de la tannée, deia sciure de bois par exemple), on devra le faire, car c'est le moyen qui nous paraît le plus efficace.
Nous ne donnerons pas d'autres enduits, car ils changent de nom mais pas de composition ; aussi, qu'ils s'appellent Alexander, Hamilton, etc., c'est toujours la bourre, le chanvre, la laine, le plâtre, la farine, qui en sont la base.
Si nous poursuivons notre étude sur les tuyaux de conduite de la vapeur, nous dirons qu*il faut éviter avec le plus grand soin de leur donner, sur une partie quelconque de leur parcours, la forme d'un siphon renversé, parce que l'eau condensée sur ce point pourrait y produire, au moment de la mise en train, une pression suffisante pour déterminer sur ce point une explosion.
Renifiard on soapape * air. — Dans l'installation du chauffage à la vapeur on doit étudier tous les moyens pour éviter cet inconvénient; et si par impossible on est obligé d'établir un siphon renversé, il faut ajouter au point inférieur un renifiard purgeur ou soupape à air y afin de pouvoir purçer le tuyau de l'eau qu'il contient en ce point. Nous devons dire que c'est une très-grande sujétion, car il faut avoir soin dévider les reniflards avant de lâcher la vapeur.
Ces derniers ont leur extrémité fermée par un tampon à vis. D'autres reniflards,. au contraire, qui sont destinés à laisser entrer l'air quand les tuyaux n'ont plus de vapeur, ont leur extrémité fermée par une soupape s'ouvrant du dehors au dedans du tuyau. On comprend que si la vapeur est dans le tuyau, elle force sur la soupape du dedans au dehors et elle ne peut s'ouvrir, tandis que si le vide se produit dans le tuyau par suite d'une condensation totale de la vapeur, l'air extérieur force sur la soupape, Touvre et pénètre dans l'intérieur du tuyau.
On a adopté cette disposition pour empêcher l'écrasement des tuyaux de cuivre sous une pression quelconque, parce que le métal a peu d'épaisseur et par conséquent peu de résistance; aussi une condensation subite, ou toute autre cause imprévue, pourrait occasionner cet écrasement.
Pursear aatomaticiae. — Pour ne pas avoir à s'occuper de l'ouverture et de la fermeture de ces reniflards, MM. Geneste et Herscher frères ont imaginé un purgeur automatique assez ingénieux et qui présente des avantages sérieux à différents points de vue; aussi nous croyons utile d'en donner une description.
Cet engin, qui purge automatiquement les conduites des appareils à vapeur, est basé sur le principe de la balance hydrostatique, qui nous apprend que tout
LES ArpAREILS DE CHAUrFACC SCODERNKS. IW
corps, plongi' dans un lii|iiide, y perd une partie île son poids tj^alo au liquide déplacé.
Le purgeur auloinatiiiiic se ccmiiuse (lij;- I3'.l el UCI) de deux t-yliiidres (E, D) de même poids, mais de densité dilTérente. Ils sont disposi-s aux deux exlrémités d'une lige sur un arbre porpendirulaire pouvant osciller sur son axe. Cet arbre porte un pignon qui actionne une crémaillère, fircxtrémilù de laquelle est fixé un tiroir (E) qui déraasi]ue un orilicc de sortie (H).
On raccorde l'appareil ii la conduite de vapeur qu'il est destiné fi purger au moyen de la tubulure A, qui reçoit Tenu et la vapeur.
Comme nous l'avons dit déjà, les deux cylindres sont de mémo poids et en équilibre, mais comme leurs densités sont dilTérenlcs, leurs volumes sont inversement proportionnels à leur densité. Il en résulte que l'euu condensée k la partie inférieure du récipient viendra baigner l'un des deux cylindres ou tous les deux A la fois; les volumes d'eau déplacée élant différents, l'équilibre sera rompu, el l'uscillntion qui en résultera faisant fonctionner la cremalllèrp, amènera l'ouverture du tiroir E; l'eau s'écoulera par B. L'on con^oil^ue l'ouverture du tiroir se réglera d'elle-même proportionnellement à la quantité d'eau h purger.
ItO TRAITE COMI'LET DU CHAUFFAGE ET DE LA VENTiLATION.
Nous ajoiilerons que le bon Fonctionnement <lu purgeur est indépendant de la pression de la vapeur, qui agit d'une minière pri-s^ue insignifiante sur le tiroir. Or il Tant un eiïort assez considérable pour ouvrir le tiroir, en raison du bras de levier sur lequel ugit le centre lUt {gravité du Flotteur C, D, et même avec un petit appareil cet eiïort atteint plusieurs kilogrammes. Par cxcmplt^, si l'on emploie un cylindre en pierre de Tonnerre équilibré par un cylindre d'un alliage de plomb et àc zinc, les densités respeclives de ces deux corps étant 2 et 10, leurs
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/' " II, ll- ,1 'll^ I '"i^l ' 'Il , 1
volumes seront en proportion inverse des densités, c'est-à-dire que si la pierre a un volume d'un litre le cylindre en métal ne devra avoir que 20centililres. Au moment de l'immersion dans l'eau condensée, le cylindre en pierre pèsera ea réalité 2 kilogrammes moins 1 d'eau déplacée, soit I kilogramme; tandis que le cylindre en métal pèsera 2 kilogrammes moins 200 grammes d'eau déplacée, soit 1 kilog. 800.
Li différence entre ces deux poids sera donc dans ce cas de 800 grammes, poids qui, multiplié par 5, est porté à 4 kilogrammes en raison du bras de levier à l'extrémité duquel il agit sur le tiroir. Or ce tiroir n'a pour surface que l'orifice du tube qu'il est destiné ii obstruer, c'est-à-dire 3 centimètres carrés
LES APPAREILS DE CHAUFFAGE MODERNES. lit
pour un appareil débitant 200 litres à Flieure ; d*où Ton peut conclure que la vapeur n'agit sur le tiroir que dans de Irës-faibles limites. La figure 140 montre de profil le purgeur automatique.
SoBmevrs. — Nous venons de voir que les soupapes, reniflards ou purgeurs permettent Tintroduction de Tair; mais lors de l'arrivée de la vapeur, il est nécessaire d'expulser celui-ci, sans quoi l'air comprimé, qui est une force très-considérable, pourrait amener des accidents nombreux. On emploie, pour chasser l'air, des souflleurs. Ce sont de petits tubes pourvus de robinets (fig. 141).
On les place aux extrémités de grandes lignes et à la partie supérieure des tuyaux. Dans les petits appareils, les souffleurs sont remplacés par de simples vis fixées sur le haut d'une des faces du vase de condensation. On doit ouvrir les souffleurs au commencement du chauffage, et les fermer dès qu'on suppose que la vapeur a complètement chassé Tair des appareils. Dans les grandes installations, on laisse toujours ouvert un souffleur sur le tuyau de retour des eaux de condensation et le plus près de la chaudière. *
Nous avons dit précédemment que les tuyaux de condensation et de retour de la vapeur étaient en cuivre, mais lorsqu'on emploie 'des tuyaux d'un fort diamètre, on utilise aussi la fonte.
Il faut éviter d'employer des tuyaux de trop grand ou de trop petit diamètre.
Fiç. 141. — Souffleur pour conduite Fig 14i. — Joint Loulonnë de deux tuyaux
de vapeur. pour conduites de vapeur.
Les grands tuyaux ont 0",25 de diamètre intérieur sur 0~,02 d'épaisseur; quant à leur longueur elle est de i mètres à i'^y^iO.
Ces tuyaux sont ordinairement terminés par des ailettes plates qu'on nomme bridesAls sont percés de trois trous équidistants destinés à recevoir des boulons.
Notre figure iii montre un joint boulonné de deux tuyaux pour conduites de vapeur.
Il ne faut pas employer de plomb pour jointoyer les tuyaux, car leur température est assez élevée pour les faire fuir assez promptement.
Mais on peut interposer entre les ailettes des rondelles de substances plus ou moins compressibles et que Ton serre fortement avec des boulons ; on emploie aussi des rondelles de plomb striées et enduites de mastic rouge, qui est un mélange de céruse, d'huile de lin et de minium.
ttS TRAITA COMPLET DU CHAOFTAGE ET DE U VENTtLATION.
On employait autrefois des tuyaux en fonte terminés par un renflement Haos lequel on insérait l'exlrémité du tuyau suivant. Ce système, dit à emboîtement, exigeait un mastiqua^é qui avait l'inconvénient de donner des odeurs désigréa.bles et de faire éclater le tuyau enveloppant, par la grande dilatation qu'éprouve te mastic en durcissant.
Les tuyaux en zinc et en plomb ne valent absolument rien, car outre leur prix élevé ils ne pourraient résister à une pression suffisante.
Quels que soient te diamètre et le métal employé pour les tuyaux de conduite et de condensation, les variations de température qu'ils éprouvent occasionnent leur allongement ou leur retrait, de sorte qu'il faut les disposer de telle façon que ces mouvements puissent s'opérer facilement.
Aussi, on ne peut fixer les tuyaux d'une manière rigide, car les métaux en se dilatant possèdent une si grande force, que les tuyaux renverseraient les obstacles qui s'opposeraient à leurs mouvemenis, ou s'ils ne pouvaient les renverser, ils se briseraient eux-mêmes.
Les tuyaux chaufTés à tOO° s'allongent d'une manière très-sensible, carie coefficient de la fonte élant de 0,0011, il s'ensuit que tOO mètres de tuyaux s'allongent par l'eiïel de la dilatation de O'ill.sous une température de 100'.
CoMpenaaicara. — Pour annihiler les fâcheux elTels que pourrait occasionner la dilatation des tuyaux, on emploie des compensateurs.
Le plus anciennement connu est celui qui a été appliqué au chauffage de la Bourse de Paris. Un des tuyaux (fig. 143) est alésé sur une de ses extrémités, qui pénètre à travers une boite à étoupe dans un renflement existant à l'extrémité d'un autre tuyau. Au moment où on lâche la vapeur, les tuyaux qui sont froids sont en retrait; notre figure 1-13 les représente à cette période ; mais après avoir
été chauffés, ils s'allongent en glissant dans la boite à étoupe, et l'extrémité du tuyau intérieur vient loucher la fin du renflement de celui qui le coifl'e.
La figure 1 li montre le joint vu de face, dans la même position que le montre la coupe (fig. 143).
Ce système de compensateur a le désagrément de ne pas bien fonctionner si la
LES APPAREILS DE cnADFFAOE MODERNES. IIJ
liuitP à éloupe n'est pas graissée avec soin, car les luyaus s'oxviUint, I:i roiiillf cmpéclic leur ronctîonnemcnt ; c'est ce qui a Tait abandonner ce syslèmc, auquel on a substilui- le compensaleur ii tulies de cuivre représenlé par noire figure U5. OnanJ les luyaux s'allongent par l'effet ilelailil.ilalion,lrs tubes d pOni'lrenldans
les lubes c; ijuand ils se retirent par suite ilu rerroiitissement, la manœuvre contraire a lieu.
Péi'lela conseilli.^ pour eompeasalenr Fomploi ilc petits appnreils en cuivre mince embouti, « qui, dit-il, dans quelques cas exceptionnels, [lourraient servir comme compensateurs. Ils sont formés (fig. 1-16) d'une série de troncs de cônes égaux réunis alternativement par leurs petites et leurs grandes bases ; ils sont trësflexibles, et lenr longueur peut varier du simple au double (I) >■
r\s. 1 17. - (:i"upfii«
Malgré l'autorilé du cet auteur, nous ne craignons pas de dire que ce compensa leur serait très-fragile et nécetisiterait de constantes réparations; du reste, noiisn'enconnaissonsaucuncapplicalion, malgré ta présentation faite parPéclet.
Au contraire, le compensateur représenté par notre figure Hl est fort eu usage; nous l'avons employé nous-méme dans divi^rscs constructions où nous avons installé le cbauiïage à la vapeur; il est même connu depuis longtemps puisque Péclet le décrit ainsi : i Les compensateurs de cuivre ont toujours un
>.. Il, p. 383.
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petit diamètre, et ils sont plies de manière que leur longueur soit quatre à cinq fois plus grande que la plus courte distance de leurs extrémités. Si, par exemple, un tuyau de conduite vertical devait distribuer simultanément de la vapeur dans des tuyaux de chauffage placés à différents étages, on Axerait le tuyau vcrticat à sa partie inférieure, Fautre extrémité serait libre; les tuyaux de chauffage seraient fermés à chaque extrémité, et la vapeur serait admise dans chacun d*eux au moyen d*un tube de cuivre de petit diamètre qui, partant' du tuyau vertical, s'élèverait à une certaine hauteur et descendrait ensuite pour communiquer avec le tube condensateur. Si les deux extrémités d'une série horizontale de tuyaux étaient fixées aux murailles d'un bâtiment, il faudrait interrompre la conduite dans une certaine étendue, fermer les bouts des tuyaux en regard (fig. 147), et faire communiquer leurs parties supérieures par un tube recourbé et leurs parties inférieures par un tube de même forme; le premier serait destiné à faire passer la vapeur, le second l'eau de condensation de la première partie du tuyau dans la seconde. Si Ton ne plaçait que le tuyau supérieur, il faudrait faire écouler par un tube particulier l'eau de condensation de l'une des parties (i) ».
Nous donnons, figure 148, un détail du compensateur en cuivre en double U. Nous Favons dessiné à une échelle double de l'ensemble.
Il ne faut pas croire que le diamètre des tuyaux de condensation soit arbitraire ; il est nécessaire en effet d'expulser l'air des tuyaux le plus rapidement et le
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Fig. 1 tô. — Détail du compensateur (Ml cuivre en double U.
Fig. i*9. — Tuyau de conduite suspendu au plafond. — a, poutrelle ; bt fll do Ter ; c, tuyau.
Fig. i50. — Tu}-au de conduite supporte par un poteau.
plus complètement possible, car la plus petite quantité d'air mêlée à la vapeur suffit pour ralentir considérablement la condensation.
On doit éviter d*einployer des tuyaux de trop petit diamètre, car dans ceux-ci la condensation ne s'effectue pas assez promptemënt; si au contraire on dépasse un certain diamètre, il faudrait une quantité considérable de vapeur pour arriver
(1)0/). cil., t. Il, p. 381.
LES AI'PAREILS DE ClUl'KFAr.E HODER>ES. 115
é cliauiriT h (le grandes ilistances; donc le inimx est d'eiuplnyer <U'S luyaii,^ moyens. Nous donnerons deux bonnes dimensions dans le paragrapl»' suivant.
De la disposition dca coudnh«*. Tnjmax rlrc«lBnt * décoDTerl. — On peut disposer de deux maniËres les conduites de vapeur; dans les ateliers et dans les usines, où l'on utilise la vapeur du gi'nfraleur, on emploie de pelits tubes en fer étiré ou en fonle. On se contente de les suspendre aux plafonds à l'aide de gros fils de fer, comme le montre noire ligure 119. « est une poutrelle dans laquelle un boulon à ccrou permet de raccourcir ou d'allonger la suspension; 6 est le gros fil de fer; r, le (uyau de conduite de la vapeur.
Souvent aussi, dans les grands ateliers industriels, il se trouve des poteaux Irès-rapprocliés ; dans ce cas, on dispose les tuyaux comme l'indique noire figure lôO, dans laquelle on voit sous le tuyau une bohinc en fer qui peut tourner quand, par le fail de la dilalalion, le tuyau s'allonge et marche en avant ou en arrièie.
l'njanxcircniani dano dca «aniieanx. — Dans d.'nuires locaux au contraire, où des tuyaux suspendus choqueraient la vue d'une façon désngrcubic, el pourraient mOine devenir embarrassants, on canalise les tuyaux soit â re!:-dc-chaus- &Ée, soit en sous-sol.
La figure 151 montre une canalisation dans le sol. Le diamèlredu tuyau de vapeur est très-cunsidérable : il mesure 0",25 de diamt^lre intérieur, parce qu'il est employé comme surface de chaulTe; de l'air frais arrive dans celle canalisa-
lion.s'échaufTc au contact de la conduite, el s'élève dans le local à chauiïi-r. Audessus du luyau on voit une lioliine qui tourne suivant que le tuyau s'allonge. Le diamètre de ce luyau est le plus fort qu'on puisse employer aciuclicmentpour le chaulTage à la vapeur.
Tv7>Bx eatenata àmMm des ««ffre*. — Quand on ne peul, pour un motif quelconque, canaliser dans le soi, on établit en sous-sol un cofTre en briques, qu'on soutient avec de légers fers cornières qu'on place aux angles inférieurs, puis le tuyau de vapeur est posé comme à l'ordinaire dans le colTre. Seulement, comme on ne peul couper une clef de vodle dans toute sa longueur, on établit de distance en distance, à tous les 3°',50 ou -i métrés, des bouches de chaleur. Notre tigure 152 montre l'inslallatton que nous venons de décrire.
Quand les locaux à chauffer ne sont pas très-considérables, on peut employer des tuyaux de moindre diamètre.
Notre ligure 153 montreune canalisation dans le sol avec un luyaudeO°',15de
Fil,-. 151.:— Condiiilc àc npcur it l)*.IS da
diamètre intérieur, tandis que notre figure 151 montre un tuyau de même diamètre dans un coffre en sous-sol.
Les figures 151, \bi, 153 et 151' sont dessinées à grande échelle et cotées, afm de permettre leur construction. Toutes ces canalisations ou bouches de chaleur sont recouvertes de grilles, plutôt que de plaques en fer striées, parce que les grilles laissent passer plus facilement le calorique.
Kous venons de décrire un mode de chauffage â la vapeur où les surfaces de cliauffe sont des (uyaux ; nous devons Ecouter que ce mode est moins économique, non-seulement comme frais de premier établissement, mais surtout comme rendement calorifique. Il vaut beauiroup mieux, quand on le peut, adopter des appareils spéciaux que nous allons bientôt décrire.
ClMoffase * la vapcor pu- l'air de TCBlUalIoa. — On pourrait aussi, h c6té
des chaudières à vapeur, avoir une chambre de chaleur sur les murs de laquelle se développerait un vaste serpentin. De l'air frais arrivant dans cette chambre serait dirigé dans les locaux à chauffer par des bouches de chaleur, comme on le fait pour le chauffage à l'air chaud.
On pourrail de même, dans une petite cour de ventilation, placer une cheminée ou plulàt une tourelle, qui s'élèverait jusqu'à la hauteur du plancher du dernier étage de l'édifice à chauffer.
Dans cette tour, dont les planchers correspondraient aux étages dn bâtiment, on aurait un immense serpentin qui chaufferait les chambres île chaleur de la tour. Celles-ci auraient une prise d'air pour chauffer par l'air de venlilatioti, ou on pourrait hranchcr pour chaque étage des conduites de vapeur à une colonne montante ; le retour des eaux de condensation à la chaudière se ferait par une colonne descendante située aussi dans la tourelle.
Nous livrons ce mode de chauITage aux praticiens, car nous ne pensons pas qu'il ail jamais été employé.
Un pourrait uliliscr la chaleur de cette tourelle pour amener un fort tirage dans une petite cour de ventilation, qui recevrait ainsi par appel l'air vicié de chaque étage du l>â(inienl.
Appareils d« eturaOiKse * bt **-
pe«F. — Ces appareils affectent diffcrenles formes, mais eu général ce sont des récipients en foule ou poêles éprouvés à a uu 15 atmosphères, landis que la vapeur qu'ils reçoivent n'est qu'à 3 ou i almosplières. Ils ont la forme de g?ines pour les antichambres on bibliothèques, et on pcul les utiliser pour supporter des bustes; dans les salles à manger on leur donne la forme de poêles en faïence, 4]ui renferment à leur intérieur un système de luvaux formant serpentin; enfin, on leur donne la forme de poêles
ornés. Un modèle assez répandu représente la mai^elle défigurée d'un puits de Pompéî; noire figure 1"»."» montre ce poêle; o sert de récipienl à la vapeur; b, b, de récipient i l'air qui s'échauffe au contact des surfaces intérieures de chauffe ; l'air entre et sort par des grilles ménagées dans le socle de ce poêle.
On emploie aussi comme appareil «le chauffage à la vagieur un jeu de tuyaux ainsi composé : deux tuyaux horizontaux de l",iO de longueur sont séparés par un écarlement de l", W, el ils sont réunis par cinq à six tuyaux verticaux. Tout cet ensemble forme une sorte de gril dans lequel la vapeur arrive par la partie supérieure el s'écoule par la partie inférieure. Aussi le dernier tuyau, placé horiionlalement, a une légère pente qui facilite le prompt écoulement da eaux de condensation.
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TRAITÉ COMPLET DC CHAl'FFACE ET DE H VENTILATION.
Tous ces luyaux sont cachés dans une enveloppe en fonte, en tôle, ou mieux en faïence vernissée.
Cel appareil, qui donne beaucoup de chaleur, a cependant le défaut de fuir el d'exiger de fréquentes réparations à cause de la multiplicité des juints; car s'il est composé de huit tuyaux, six verticaux et ileux horizontaux, il ne possède pas moins de seize joints; aussi quand on a peu de terrain à disposer dans un couloir on tout autre passage étroit, au lieu d'employer l'appareil que nous venons de décrire, nous préférons recommander l'emploi de celui qui est représenté par nos ligures 156 et 157.
Cet appareil peut n'avoir que O'jSO à0'°,35 de saillie; il est tout en fonte. La vapeur arrive dans un récipient par un tuyau a et les eaux de condensation s'écoulent par un tuyau b (fig. 150); au-dessus de l'appareil une petite chambre
grillagée permet l'arrivée de l'air chaud ; à gauche de l'appareil une vis sert de souffleur.
La figure 157 montre la coupe de ce poêle à vapeur. En le mettant à cheval sur une cloison il peut chauffer deux pièces.
On fait aussi des poêles renfermant des serpentins qui ont huit, dix el dix-huit ■ours, suivant le plus ou moins de puissance calorifique qu'on veut obtenir de ces appareils.
Nous dirons que, quelle que soit la forme adoptée pour les appareils de chauf- ' (ige à la vapeur, il faut observer une chose importante, c'est que la surface de chaufl'e soit en proportion avec le cube à chaulTer.
Ainsi, avec une surface de chauffe de 18 mètres carrés, on peut obtenir facilement 15 à 16° pour 1000 mètres de capacité des locaux à chauffer, et cela avec une température extérieure de — 8* à — 10"; si l'on voulait obtenir 18" ou 20"
pour le mémecube, il faudrait augmenter les surfaces de cliauiïe et les portera 20 mètres carrés.
Les détails de construction varient suivant le mode de chauffage adopté ; or ceux-ci, comme nous venons de le voir, sont de trois sortes : l"* tuyaux circulant à découvert dans des enceintes ou dans des canalisations; 2"* vapeur chauffant Tair de ventilation; S"" vapeur amenée dans des récipients et chauffant comme des poêles ordinaires.
De tous ces systèmes, le dernier est le meilleur, parce qu'il est le plus économique et le plus facile à régler.
Par ce qui précède, on peut voir que le chautTage à la vapeur n'est pas plus compliqué qu'un autre système, qu'il est moins dispendieux à tous les points de vue, plus sain que le chauffage à air chaud par les calorifères en céramique, et surtout que ceux en fonte ; nous pouvons dire en outre que c'est le chauffage scientifique par excellence, car à l'aide de quelques robinets on peut obtenir tous les résultats désirables : chaleur plus intense sur un point, arrêt complet sur un autre, eau chaude à volonté dans les cabinets de toilette, cuisines, salles de bain, etc.
Il est donc permis d'espérer que ce mode de chauffage connu depuis si longtemps, se propageant de plus en plus, finira par s'acclimater parmi nous. Du reste, à Paris, il est déjà largement employé dans beaucoup d'établissements publics; mais c'est surtout dans les maisons particulières qu'il est appelé à rendre prochainement de grands services.
