L . ' • , . J I * • «..V*1 -II
jRi%Wf njorenj mécaniques de distribuer la vapeur dam L.,
Fig. i". Coupe verticale d'une boite à vapeur, oit le* coodUTtA a et h sont ouverts et fermés par une soapape A à tiroir dont le mouvement alternatif dans un plan vertical est produit par une crémaillère et une portion, de roue dentée.
La position actuelle de cette soupape met en communication la boite à Tapeur avec le haut du cylindre, tandis que le conduit b met eu communication le bas du cylindre avec le conducteur; l'effet in* versea lieu quand la soupape occupe la position supérieure.
C % conduit qei mène la vapeur au condenseur. Fig. a. Coupe verticale d'une boite à vapeur et d'une soupape herieontale A, fixée sur le haut d'un axe vertical B, ayant un mouvement de rotation continu sur lui-même.
Fig. 3. Coupe horizontale de la même soupape suivant la ligne X X, bg. a.
Fig. 4* Vue de ht face inférieure de la soupape.
Fig. 5. Plan dn fond de la boite à vapeur sur lequel tourne 1b soupape, et où sont pratiquées les ouvertures circulaires a,b,c, qui communiquent arec le haut , le bas du cylindre et avec le condenseur.
A travers la soupape A est percé un trou carré d correspondant aux ouvertures a, b, qui met alternativement en communication la boîte à vapeur avec le haut ou le bas du cylindre, pendant tout le temps que ce trou reste à parcourir l'une des ouvertures a, b ; la cavité c, pratiquée sous une portion de la soupape, permet à la vapeur contenue dans le côté du cylindre vers lequel le piston s'avance , de se rendre au condenseur. Dans la position actuelle, on voit que c'est l'ouverture b qui cerrespond au trou d, et qu'alors l'ouverture a correspond à la cavité e, qui communique avec l'ouverture c.
Oliver Evans a fait usage de cette soupape dans ses machines à haute pression.
46a LEGENDES DES JUODES D^PPLICXtlON
Fig. 6 et 7. Coupes verticales des deux boites à vapeur d'une machine garnies de soupapes coniques qui jouent parie moyen de crémaillères , et d'arcs de cercle dentés.
Fig. 8 et 9. Coupes des mêmes boites par un plan vertical et perpendiculaire à la première coupe. Le mouvement est donné à l'arc de cercle denté, et par conséquent aux soupapes, par le levier A > fig. 8 , qui reçoit lui-même un mouvement alternatif de rotation autour de l'axe horizontal a par l'effet de la machine. On voit que la fermeture exacte de la soupape a lieu quand ce levier se trouve dans la direction de la bielle b, et l'ouverture quand l'un et l'autre prennent la position ponctuée d.
Fig, to. Vue de la soupape conique supérieure, avec sa crémaillère , dessinée sur une échelle double. 1 '
Fig. 1 1 et 1 a. Coupes verticales dans deux sens différens de la bolle à vapeur, etc.
Les deux soupapes A B sont formées de demi-cylindres en cuivre, unis entre eux dans une même direction verticale , par une tringle de fer C qui joue librement dans un canal ménagé à cet effet. '
Dans ces machines , construites d'ailleurs d'après le système de Watt, la vapeur, arrivant de là chaudière dans l'espace que laissent entre eux le cylindre et son enveloppe, se rend ensuite par l'ôuvèrturë a, garnie d'une soupape que le régulateur gouverné , dans la colonne D y qui sert de boîte à vapeur ; de là elle passe tantôt au-dessous du piston, comme dans le cas actuel, et tantôt au-dessus, suivant la position des demi-cylindres soupapes A, B.
E t colonne qui conduit an condenseur.
Le mouvement alternatif vertical est donne à ces soupapes pur un excentrique qui porte l'axe du volant de la machine. Fig. 1 5 et 14. Profil et plan d'une de ces soupapes. Fig. i5. Coupe de la botte supérieure , vue isolément. Fig. 16. Coupe de la boite supérieure.
Ces deux dernières figures montrent l'instant où la vapeur arrive sur la tète du piston, et que la communication est établie entre la condensation et la partie inférieure du piston.
PB M<;FPftC! DR it»A< VAPEUR. 463
PLANCHE XIX
Condenseurs et pompe» à air.
Fig. i". Coupe verticale d'un condenseur et d'une pompe àjùr
sépares. . ;f | ; lu. • i
A , condenseur.
ouverture par laquelle entre la vapeur après son action.
C, ouverture par laquelle on fait arriver l'eau froide, lorsqu'on lève le petit tiroir D ; on règle la quantité d'eau qu'on veut faire ar-, river dans le condenseur , en levant plus ou moins le petit tiroir.
E , clapet qui empêche le retour de l'eau aspirée par la pompe à. air dans le condenseur.
F, corps de pompe. . ^
G , piston à garniture de chanvre.
H , clapets qui s'ouvrent lorsque le piston descend , pour latsaer passer l'eau et l'air qui se trouvent à la partie inférieure du corps de pompe; le clapet E se referme alors pour ne rien laisser pénétrer dans le condenseur. ,, . , .
On voit par la coupe verticale fig. a, ejt par le plan fig. 3, les détails du piston G et des clapets H, plus en grand > et les arrêts Lt contre lesquels ils viennent butter pour ne point sortir d'une position convenable.
Quand le piston remonte, les clapets L se referment, et l'eau et l'air sortent, par le tuyau de dégorgement, armé lui-même d'un autre clapet K qui s'ouvre quand le piston remonte.
Mt boite à étoupes pour laisser passer la tige iV du piston* Fig. 4. Coupe verticale du condenseur et 4' une pompe à air dans une
même bâche.
Le condenseur est ici compris dans l'espace annulaire «y c'est un cylindre qui enveloppe le corps de pompe à air.
b, tuyau qui amène la vapeur à condenser. . , <,
c, robinet d'introduction de l'eau froide; on règle l'ouverture de
ce robinet d'après le mouvement de l'aiguille d sur un arc de cercle
divise'.
e, corps de pompe.
/, piston à garniture de chanvre.
g, disque de métal qui glisse à frottement doux sur la ligne du piston, jusqu'au collet h, lorsque le piston descend pour permettre à l'eau de s'élever au-dessus du piston.
/', disque de métal faisant les fonctions de soupape comme le dîs-
k, bride pour retenir ce disque dans une position convenable.
/, bâche enveloppant le condenseur et sa pompe ; elle est constamment alimentée d'eau froide.
m, petite Bâche qui reçoit l'eau de condensation et les substances aérifbrmes qui viennent du condenseur.
r, clapet qui se soulève pôur la recevoir.
n , boite à étoupe pour la tige o.
Fig. 5. Coupe verticale d'un condenseur avec pompe à air, réunis.
11 ne diffère essentiellement du précédent qu'en ce qu'il n'est pas renfermé dans une grande bâche d'eau froide.
A, capacité annulaire du condenseur.
B, orifice par lequel la vapeur arrive à la condensation.
C, robinet d'injection de l'eau froide.
Df corps de pompe.
E, piston.
F, disque glissant sur la tige du piston qu'on voit soulevé, parce que le piston descend.
G , petite bâche pour recevoir l'eau de condensation. Fig. 6. Coupe du piston.
Fig. 7. Plan du piston ; on voit en H les ouvertures par lesquelles
l'eau de condensation s'élève au-dessus du piston. Fig. 8. Condenseur et pompe à air séparés, placée dans la même bâche.
a, condenseur.
b, tuyau qui amène la vapeur à la condensation.
c , robinet d'injection.
dy petit tuyau par lequel l'air s'échappe du condenseur.
e, clapet du condenseur, y, corps de pompe.
£, piston garni.
h , disque qui se soulève pour laisser passer l'eau au-dessus du piston quand il descend.
i , tuyau de dégorgement.
À- , grande bâché à eau froide dans laquelle le condenseur et la F°m" pe sont plonges.
lt petite bâche pour recevoir la vapeur condensée. Fig. 9. Coupe verticale d'une pompe aspirante à eau froide.
a , corps de pompe.
c, soupape qui s'ouvre pour laisser passer Veau quand le piston descend*.
a, clapet.
e, tuyau d'aspiration.
/, tuyau de dégorgement.
S',' coupe du corps de piston.' '
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PLANCHE XX
Machine à vapeur, dite de Newcomen.
C'est la première combinaison mécanique où l'on ait pu faire servir la force expansirc de la vapeur a soulever un piston dans un corps de pompe, et ensuite le poids de l'atmosphère, pour le faire redescendre en faisant le vide au-dessous, par la condensation de la vapeur au moyen d'une injection d'eau froide. Cette machine remplaça , pour l'épuisement des eaux dans les mines , la machine sans piston du capitaine Savery.
Fig. i . Coupe verticale de la machine et de son fourneau, par un plan passant par le centre de la chaudière et du cylindre, parallèlement au plan du balancier.
A , chaudière en cuivre rouge.
a, tuyau indiquant en dehors le niveau de l'eau dans la chaudière. a , autre tuyau qui fait également connaître en dehors si l'eau
n'est pas à la hauteur convenable dans la chaudière.
b , tuyau alimentaire de la chaudière, où se trouve en même temps la soupape de sûreté.
B , Ouverture par laquelle la vapeur passe de la chaudière dans le cylindre.
C t cylindre de la machine.
D , piston de la machine, supposé dans le plus haut de sa course.
E, tuyau d'injection d'eau froide pour la condensation.
e , robinet d'injection que le jeu de ta machine fait ouvrir et fermer en temps opportun.
F , réservoir d'eau froide qui fournit l'eau d'injection : il est placé dans le haut du bâti de la machine , afin de rendre l'injection forte et prompte.
G , balancier en bois , portant à ses deux bouts des arcs de cercle décrits du centre de l'axe J, autour duquel il oscille.
h, tige du piston de la pompe d'injection, que le balancier G fait mouvoir.
/, tige de la pompe dû puits de la mine, dont le haut est formé d'une tige à articulation qui «applique constamment contre l'arc de cercle du balancier.
K , tige du piston D, terminée par une chaîne semblable à la précédente , et qui s'applique comme elle sur l'antre arc de cercle; on voit que cette disposition a pour objet de faire mouvoir l'une et l'autre tige suivant une ligne verticale.
L , plancher servant de point d'appui à l'axe du balancier.
M, poutrelle verticale que le balancier fait mouvoir , et qui fait à son tour manoeuvrer, par le moyen des encliquetagesj, z , le robinet d'injection e , et la soupape d'admission de la vapeur Q.
iV , grille du fourneau immédiatement au-dessous du fond de la chaudière.
O , canal par où s'écoule l'eau produite par les injections et la vapeur condensée. C'est une partie de cette même eau très-chaude qu'on admet dans la chaudière pour l'alimenter.
P , tuyau à robinet qui prend de l'eau dans le tuyau E, et qui la verse au-dessus du piston D, pour le faire fermer hermétiquement.
i{ , plancher fait de côté et d'autre de la machine.
S , tuyau garni d'un robinet, par lequel on fait évacuer l'eau accumulée dans le bas du cylindre , quand la machine est arrivée à l'état de repos.
pp, pièces de charpente faisant partie du bâti.
q , tringle qui fait manoeuvrer la soupape d'admission de la vapeur : elle est unie à charnière au levier angulaire z, tournant sur un axe horizontal.
r, ressort en bois destiné à amortir le coup du balancier.
Fig. 3. Coupe verticale du bas du cylindre sur des dimensions doubles , et vue en élévation de l'cncliquetage.
Fig. 5. Plan horizontal de cette même disposition : les équipages suspendus de part et d'autre du centre d'oscillation du balancier, doivent être à peu près en équilibre. Alors, la vapeur venant à s'introduire dans le bas du cylindre au-dessous du piston , soulève celui-ci avec toute sa force expansive , et le fait monter au point le plus élevé de sa course. Les tiges des pompes H et / s'abaissent dans
ce moment , la soupape Q se ferme , le robinet d'injection e s'ouvre, et fait condenser la portion de vapeur qui se trouve dans le cylyndre. Le poids de l'atmosphère agissant sur le piston le fait des* cendre à son point de départ, ainsi de snite, en faisant descendre et monter alternativement les tiges des pompes H et /qui lui sont opposées.
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PLANCHES XXI et XXII.
Machine à vapeur de Wall. s
Fig. i . Élévation et coupe de cette machine.
La vapeur est reçue immédiatement de la chaudière dans l'espace annulaire laissé entre les deux cylindres concentriques À et B.
La machine est représentée dans le moment où la vapeur passe de cet espace annulaire au-dessus du piston C, par le conduit D que vient d'ouvrir le tiroir F. On voit en E un autre conduit d'admission renfermant une petite soupage à gorge, pour régler les quantités de vapeur à admettre dans le cylindre.
Pendant que le piston descend , la vapeur qui est au-dessous s'échappe par le conduit G, et arrive dans le condenseur / par un second conduit H. Le condenseur / est en communication avec la pompe à air K.
Quand le piston est arrivé au bas de sa course, le tiroir F s'abaisse ; le conduit G se ferme pour le condenseur, et s'ouvre pour recevoir la vapeur qui enveloppe le tiroir; tandis que le conduit Z?se ferme pour l'admission de la vapeur et s'ouvre pour le condenseur, ce qui détermine l'ascension du piston et le départ de la vapeur qui est au-dessus, pour passer à son tour dans le condenseur : ce passage a constamment lieu par l'intérieur du tiroir, lorsque le piston monte.
On verra mieux les détails du tiroir dans la planche suivante. Son mouvement rectiligne de va-et-vient produit par l'excentrique S , que Ton voit à l'axe du volant R de la machine. La pièce !T transmet le mouvement de l'excentrique au levier coudé U, et celui-ci au tiroir. (foy. Pl. 22, pour les détails.)
L, petit mécanisme pour régler l'arrivée de l'eau de condensation.
M, pompe alimentaire.
N, pompe à eau froide.
O, parallélogramme destiné à conserver à la tige sa verticalité. Vt modérateur qui doit être en communication avec l'axe volant et
47 o LÉGENDES DES MODES D'APPLICATION
la soupape à gorge, pour régler l'admission de la vapeur dans le
tiroir.
P, bielle communiquant le mouvement à la manivelle Q. Fig. a. Coupe du tiroir dans les deux positions pour faire arriver la
vapeur dessus ou dessous le piston ; on voit la coupe transversale du
tiroir en F, fig. 4* Fig. 5. Élévation de la partie inférieure de la machine snivant la ligne
xx, fig. 4- 1 Fig. 4- Plan de la machine.
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PLANCHE XXIII
Machine à vapeur de Maudslay.
Fig. i . Élévation de la machine.
a t corps de pompe.
b, ligne du piston moteur surmontée de deux galeU; on en voit un en c.
d, une des deux bielles qui mettent en communication le sommet de la tige avec la manivelle e du volant /, qu'on voit ponctué sur cette ligure.
h , bâti en fonte de la machine.
i , pompe alimentaire.
Jt, bâche renfermant la pompe à eau froide. Z, bâche renfermant le condenseur et la pompe à air. m, robinet à vapeur.
Fig. a. Vue de cette machine, prise du côté du robinet et du condenseur.
o, pièce de fer fixée sur la tige du piston , portant les deux galets c et les deux bielles d.
Fig. 3. Coupe verticale passant par le centre de la machine ; on y suppose que la vapeur admise sous le piston le fait monter; pour concevoir le jeu de tout le système, il faut remarquer d'abord que le noyau du robinet m porte une poche 7, fig. i™. pl. 34» qui, recevant la vapeur immédiatement du tube de communication avec la chaudière , se porte tantôt sur le conduit o pour faire agir la vapeur sous le piston, et. tantôt sur le conduit p, pour le faire agir dessus. Ici on voit la poche en communication avec le conduit à vapeur o et en même temps la communication ouverte , à la vapeur qui est dessus le piston avec le condenseur q , par l'intermédiaire du conduit p et du conduit r, qui débouche dans le condenseur par un autre conduit vertical r', fig. a et 3 : la figure détachée x montre la poche en communication avec le conduit pqui dirige
la vapeur sur le piston et le conduit o en communication avec le conduit r qui mène à la condensation , ce qui représente le second temps du robinet. / , r , , ,
La fig. y montre , par la position de la poche, que toute communication est fermée entre l'intérieur <lu cylindre et la chaudière à vapeur.
Les détails du robinet qu'on voit sur la planche suivante, achèveion t d'en faire connaître la construction ; revenons à notre 'figure.
Le piston , en s' élevant , entraîne les bielles rfavec lui , ainsi que la manivelle e du volant, et fait basculer le petit balancier s sur la pièce de jonction s' ; ce balancier est destiné à faire manoeuvrer la tige t de la pompe à air la petite pompe alimentaire <" et la pompe à eau froide v; la fig. 5 montre la position de ces diverses pièces, lorsque le piston monte.
Quant à la manœuvre du robinet , elle s'opère par l'excentrique z fixé sur l'axe de la manivelle; cet excentrique , par sa rotation fait aller et venir le petit châssis z' lié au robinet par les pièces de jonction s" et celle qu'on voit ponctuée sur la fig. 3 ; dans ce mouvement de l'excentrique , le robinet prend les diverses positions qu'il doit prendre pour admettre la vapeur dessus et dessous le piston.
Le petit levier a' sert à manœuvrer le robinet à la main , lorsqu'on veut, par exemple, purger d'air la machine.
La fig. 4 est une coupe horizontale d'un fragment du cylindre pris du côté des conduits à vapeur et suivant la ligne x' x'. Fig. 5. Plan de la manivelle; b' points d'attache des bielles, z excentrique; *' point d'attache de la pièce de jonction s' du petit balancier s
MM>M«« »««««%»» M«»H|«»>»» «ll»HWIWI>IWtlHIMIM«»'««>m»»»«»»W»MW>WMW»>««M»»MWWMWM
PLANCHE XXIV
Détails du robinet de Maudslay et du modérateur.
Fig. i". Coupe verticale ou perpendiculaire à Taxe du robinet, et dune partie des conduits , suivant la ligne x a?, fig. a. /, poche du noyau du robinet.
N, ouvertures pratiquées à ce noyau pour mettre l'intérieur de celui-ci en communication avec les divers conduits. P, conduit de vapeur au-dessus du piston. O , conduit de vapeur au-dessous.
R, conduit de vapeur à la condensation.
M, ouverture pratiquée dans le boisseau du robinet , et communiquant immédiatement avec le tube à vapeur M'. Fig. a. Coupe horizontale du robinet suivant la ligne j'j', fig. i™.
Q, ressort à boudin, enfilé sur une broche prolongeant Taxe du robinet, et servant à maintenir le noyau conique dans le boisseau. Fig. 3. Vue extérieure de la fig. i".
Fig. 4. Robinet vu isolément avec le levier K qui le manœuvre. A couvercle du robinet.
A', élévation de ce couvercle.
A", vue de la petite base du noyau conique, prise du côté du levier.
Fig. 5. Élévation du modérateur et de la soupape d'admission.
A , boules s'écarta nt du centre de rotation, lorsque la vitesse de l'axe vertical B est trop vive : en s' écartant elles ramènent le canon D enfilé sur Taxe B vers le point E , et en se rapprochant , elles le ramènent vers le point E'; le levier F, attaché au canon D, en suit tous les mouvemens qu'il transmet comme on le voit au levier d'une soupape à gorge renfermée dans le tube à vapeur.
La position de cette soupape à gorge est telle que lorsque les boules s'écartent , elle resserre le passage de la vapeur ; et lorsqu'elles se rapprochent, la soupape s'ouvre davantage.
/, support du modérateur.
L, poulie à plusieurs gorges sur laquelle s'enroule une corde qui prepd son mouvement sur l'axe M du volant.
Fig. 6. Coupe de la soupape à gorge, et d'une portion du conduit à vapeur.
Fig. 7. Coupe perpendiculaire à Taxe du conduit à vapeur, au point où est placée la soupape à gorge.
G', petit levier isolé de la tige de la soupape.
PLANCHE XXV
Machine à haute pression pour un bateau à vapeur.
Fig. i . Élévation de la machine vue du côté du cylindre à vapeur.
l'ig. a. Coupe verticale du cylindre à vapeur, où l'on voit le piston , le robinet et les deux conduits qui mènent alternativement la vapeur dessus et dessous le piston.
Fig. 5. Élévation de la machine suivant la longueur de la chaudière.
Fig. 4. Coupe verticale de la chaudière, suivant la ligne Z Z, fig. 3.
Fig. 5. Coupe verticale de la boite à vapeur, où l'on voit le robinet distributeur o dans la position qu'il occupe au moment où la vapeur arrivant de la chaudière passe par le conduit M , sur la tête du piston , tandis que la vapeur qui était sous le piston passe j>ar le conduit N, traverse le robinet O, et s'échappe à l'extérieur par le conduit Q enveloppé par un tuyau V. Voy. fig. 6*
Fig. 6. Coupe de la même boite à vapeur. Le robinet O y est représenté au moment où la vapeur de la chaudière passe par le conduit N , sous le piston, pendant que celle qui est sur la tête s'échappe au dehors.
A, chaudière en fonte. Voy. fig. 1 et 5.
B, cylindre à vapeur plongé dans la chaudière comme on le voit en Bf, fig. 3.
C, tige du piston, attachée à la traverse en fonte/?.
E, bielles transmettant, d'un côté, le mouvement a la roue dentée F, et de l'autre au volant G.
H, guides de la traverse D.
K, boites pratiquées dans la traverse D pour recevoir à frottement les guides H.
I, support boulonné sur la bride de la chaudière.
/, levier auquel est attachée la tige S de la pompe alimentaire R, destinée a porter l'eau dans la chaudière. Une de ses extrémités est
reçue daus uue fourchette faisant partie de la traverse D, et l'autre est fixée à charnière à la partie supérieure du support /. L, régulateur manœuvrant le robinet 0.
P, foyer placé dans la chaudière. Voy. fig. 4« V, conduit de la fumée dans la cheminée T, fig. 5.
PLANCHE XXVI
Machine à haute pression et à simple effet.
Fig. re. Vue en élévation et de face de la machine, et coupe du fourneau , de la chaudière et du cylindre qui est placé dans la chaudière même. Cette figure la représente au moment où le piston , pressé par la vapeur , est arrivé au milieu de sa course.
Fig. 2. Plan du dessus de la chaudière où l'on voit la coupe horizontale du cylindre, suivant la ligne xx , fig. i".
Fig. 3. Vue de profil de la machine, et coupe verticale de la chaudière, des bouilleurs et de la boîte à vapeur. Le piston est parvenu? ici à son point le plus élevé.
Fig. 4- Autre coupe de la boite à vapeur vue isolement et faite sur une échelle double.
Fig. 5. Coupe verticale de la même boite h vapeur dans une direction parallèle à Taxe du robinet distributeur.
Fig. 6. Coupe transversale du robinet distributeur vis-à-vis le canal d'admission de la vapeur.
Fig. 7. Coupe horizontale de l'excentrique qui fait jouer le robinet distributeur.
Fig. 8. Vue de face des deux arcs de roues dentées qu'on voit de profil, fig. 5, qui donne le mouvement alternatif de rotation au robinet distributeur.
A, chaudière en fonte pleine d'eau jusqu'à la ligne ZZ ; c'est un cylindre vertical , dont le bas est terminé par une portion sphérique, et le haut fermé par une plaque circulaire fixée avec des boulons contre les rebords de la chaudière.
B, cylindres bouilleurs également en fonte. Ils sont fixés contre la portion sphérique de la chaudière dans une position horizontale, immédiatement au-dessus du foyer.
C, cylindre de la machine ouvert par le haut, et maintenu en place et dans une position verticale par la plaque circulaire qui recouvre la chaudière.
D, piston garni en tresse de chanvre sur une portion ; il est métallique sur l'autre. On voit, fig. i", que le bout inférieur de la bielle E, qui transmet le mouvement à Taxe du volant F t est articulé au centre du pistou , qui , à cet effet, est creux par le haut.
Le volant F porte à sa circonférence une masse G placée dans la direction de la manivelle H; on en verra l'utilité dans l'explication du mouvement de la machine.
• J , robinet d'admission de la vapeur , placé au tuyau qui met en
communication la chaudière et la boîte à vapeur.
/, robinet distributeur placé dans la boite à vapeur qui, par sa position , fig. 4 » met la chaudière A en communication avec le bas du cylindre Ct où la vapeur arrive par le canal a; ce robinet fait communiquer au moyen du tuyau c, cette même partie du cylindre avec la bâche K , où la vapeur se rend après avoir produit son effet.
L, uxc vertical que les roues d'engrenage conique cd (ont tourner sur lui-même , et qui va à son tour donner le mouvement de rotation alternatif au robinet distributeur /, au moyen de l'excentrique M % fig. 7, et du mécanisme représenté de profil et de face dans les fig. 5 et 6*. A cet effet , la lunette JV, fig. 7 , que l'excentrique pousse alternativement dans Je sens des guides f, porte une queue g dont le prolongement va passer dans le trou allongé h, de la pièce fig. 8; d'où il résulte un mouvement d'oscillation qui se communique, à l aide de» arc* de roues dentées m n , au robinet distributeur, sur l'axe duquel est montée la portion de roue n.
On remarquera que l'excentrique M porte une partie saillante destinée à fermer le robinet distributeur /, avant que le piston lf ait achevé sa course.
Q, pompe foulante qui alimente la chaudière d'eau chaude provenant de la bâche K. Le je* de cette pofuope est produit par un excentrique M placé sur l'axe du vauat , et par un levier angulaire S qui «n détermine la direction.
T, grande poulie à courroie montée sur l'axe du volant, qui transmet le mouvement aux machines de la fabrique.
D'après cette explication, le jeu ou mouvement de la machine est facile à comprendre.
Le robinet d'admission /étant maintenu constamment ouvert d'une manière convenable par un régulateur , et le robinet distributeur ayant la position qu'on lui voit lig. 4, la vapeur arrive avec toute sa force expansive dans le bas du cylindre, et force le piston ù monter jusqu'au haut de sa course. Alors, le robinet distributeur prend la position qu'on voit fig. 3, et la vapeur s'échappant par le canal b, cf va se contracter dans la bûche K , et laisse redescendre le piston. 11 y est sollicité non-seulement parle mouvement acquis du volant, mais encore par son propre poids, ceux de la bielle et de la masse G que porte la circonférence du volant, qui dans cet instant ont dépassé la verticale.
48o LÉGENDES DES MODES D APPLÎCAtlON
PLANCHE XXVll.
Machine à vapeur de M. Edwards , (T après le système de Woolf.
Fig. i. Conpe verticale suivant la ligne rr, fig. 2, des deux cylindres
A et Bt dans leur enveloppe commune C.
D, tuyau par lequel la vapeur venant de la chaudière est admise dans l'enveloppe C. ( o-
piston métallique du petit cylindre A , prêt à arriver au plus bas
de sa course. . . , . .
F, piston également métallique du grand cylindre B, parvenu au même point de sa course que le précédent.
G, boîtes à ctoupes dans lesquelles passent et glissent V frottement doux les tiges des pistons.
Fig. a. Conpe horizontale des déax cylindres, suivant 1» ligne krisëe * s fig. 1 . On voit en a et 6 deux ouvertures ménagées dans l'épaisseur de la fonte sur les côtés des cylindres, par où la vapeur arrive dans l'intérieur de ceux-ci, tantôt en dessus et tantôt en dessous des pistons, suivant que le robinet distributeur livre ou ferme le passage, comme on le verra pins loin. '
Fig. 3. Coupe verticale du petit cylindre suivant la ligne «s, fig. 4» avec sa boîte à vapeur H.
c, canal qui conduit la vapeur de la boite dans le haut du petit cylindre A. ;
e, canal qui met en communication la boîte fc vapeur avec Je basrdu même cylindre. • '>
Fig. 4. Coupe horizontale des deux cylindres également dans leur
enveloppe commune, avec la boite à vapeur suivant la ligne u u ,
fig. 3.
/, robinet d'admission de la vapeur dans la boîte. On voit tpae la vapeur entrant par le côté du robinet , sort par le petit bout qui la
SE LA FORGE DE LA VAPEUR. 48ï dirige vers le robinet distributeur g. La coupe ea est représentée
ligure 8. •• -■ .... ... . .. . , . .
Fig. 5. Coupe verticale de la boite à vapeur suivant la ligne V V; fig. 6, avec l'appareil da mécanisme destiné à faire jouer les soupapes coniques enfilées h, qui ferment et ouvrent alternativement par le baut et par le bas le canal i qui mené la vapeur dans le condenseur. •
/, canal qui conduit la vapeur à la partie supérieure du grand cylindre B. On voit que dans ce moment la soupape conique supérieure h ferme le canal t, et cela pendant tout le temps que le piston descend. 1
k , canal qui communique avec le bas du grand cylindre. Dans ce moment, la soupape conique h inférieure est ouverte, et la vapeur qui occupait le dessous du piston se rend dans le condenseur en suivant le canal i.
/, boites à étoupe dans lesquelles passent les tiges enfilées des soupapes*.
Ky ressorts à boudin qui réagissant sur les liges des soupapes, en tiennent toujours une fermée pendant que l'autre est ouverte* Fig. 6i Coupe horizontale de la boite,, suivant la ligue XX, fig 5. Fig. 7. Autre coupe horizontale de la même boite, suivant la ligne T Y
ûg. 5. * 1
Fig. 6. Coupe verticale de ladite boite, suivant la ligne Z Z, fig, 5.
/« conduits pratiqués dans l'épaisseur de la boîte à vapeur, pour mettre en communication les deux ouvertures du robinet distributeur gfi. n .' i.-
(■es coupes des deux ouvertures de ce robinet sont représentées par les ligures AT, N, dont une, celle qui dirige la vapeur venant du robinet d'admission ft dans le petit cylindre , est en quart de cercle ; et l'autre, celle qui dirige la vapeur venant du petit cylindre dans le grand , est directe.
Fig. 9. Vue de face des deux cylindres, dans leurs enveloppes et du mécanisme qui fait jouer les soupapes et le robinet distriteur.
il 61
LÉGENDES DES WWS IVAPPUÇATION
L'excentrique m, recevant son mouvement de l'axe du volant de Ja machine, fait, en tournant autour du pointa, monter et .descendre le système des tiges o, p, dont la première fait manoeuvrer les soupapes enfilées h, et la seconde le robinet distributeur g, à l'aide de la crémaillère q. Les robinets d'admission et de distribution j et g sont maintenus dans leur position* par des brides à charnière et à vis de pression r; la tête du premier de, ces, robinets porte un bras de levier s au moyen duquel le régulateur le fait
Fig. ,o. Projection horizontale du dessus de la figure précède^ Fig. h. Vue verticale et de côté du mécanisme qui fait jo^pft les soupapes en/ilces/i.
La vapeur venant ilç la cbaudicref et remplissant , comme nous l'avons dit, l'espace qui se trouve entre les cylindres et leur enveloppe, est admise dans la boite à vapeur // par le canal c (fig. 3 et 4) ; le robinet y la conduit vis-à-vis l'ouverture en quart de cercle du robinet distributeur g, qui , à son tour, par un mouvement de rotatioivalterr natif sur lui-même, donné par la crémaillère q (fig. 9), la dirige tantôt eu dessus et tantôt en dessous du petit piston E. Mais pendant que la vapeur arrive d'un côté dans le petit cylindre., celle jqui était de l'autre gagnant le conduit / .qu'on voit (fig. 8), ainsi que la deuxième ouverture du robinet distributeur qui , dans, ce moment , se trouve ponvenableiueut dirigée, se rend dans Je grand cylindre,^ « lie agit sur le piston dans le même sens que dans le pejtit; ç'esj^àdire que la. vapeur qui remplissait le dessous drç pefypjlindre vien^ remplir le dessus du grand , et vice versa. (Voy. fig. 5.) Pendante temps-là , la vapeur qui occupait la portion d,u grand cylindre , d» côté où le piston se meut , trouvant la soupape conique A' ouverte", se précipite vers le condenseur par le canal
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PLANCHE XXVItt.
Machine à vapeur d'après le système de PToblfetà trois cyRhâreJ par MM. Aitken et Steel, avec un fourneau Jhmivore à foytr tournant.
Fig. i. Vue en élévation d'une des faces extérieures de la machine , et coupe verticale du fourneau fumîvore à foyer tournant , avec deux bouilleurs et sa chaudière en foute. Fig. a. Coupe verticale des trois cylindres A, B et Cde la machine, 1 rapportes (tons un même plan , pour en mieux faire comprendre la disposition. Nous désignerons par les mêmes lettres les pistons de ' ces mêmes cylindres , qui sont dans cette figure au point le plus
élevé de leur course.
Fig. 3. Coupe verticale dans laquelle on suppose les pistons arrivés -au pltis bas de leur course. On voit dans cette Cgure que les tiges 1 des pistons sont unies invariablement à Une traversé horizontale D qui , montant et descendant parallèlement à elle-même entre des guides places vis-à-vis les galets E, donnent le mouvement au volant par le moyen des bielles appliquées aux points F. Fig> 4- Plan représentant la position des cylindres dans lenr enve-
loppe commune. ' Fig. 5 et 6. Coupes des boites à vapeur représentant ensemble un des
temps de la machine, Celui où les pistons sont en haut. Fig. Les soupapes enGlées d , b, à, et d, sont placées dans un ordre inverse lorsque les pistons sont en bas.
Cela posé, revenons à l'explication du jeu delà machine, a, c, d, fig. 2 et 5, soupapes enfilées qui distribuent , suivant leur position , la Tapeur dans le bas ou le haut des cylindres A, B , C, ou qui lui font prendre le canal / qui la conduit au condenseur, e , canal d'admission de la vapeur dans la boite.y , canal qui met en communication le bas du cylindre A, soit avec la boite à vapeur, soit avec le haut des cylindres A et B. g passage de la vapeur de la boite dans le haut du
cylindre A, et réciproquement , de cette partie du cylindre dans le
conduit qui mène au condenseur i.
h, communication de la boite à vapeur avec le haut du cylindre B.
i , canal par où la vapeur se rend au condenseur.
k, communication de la boite à vapeur avec le haut du cylindre C.
I, canal qui met en communication la boîte à vapeur avec le bas des cylindres £ et C.
Supposons le cas de la fig. 2, où les pistons se trouvent dans le haut de leur course ; la soupape * est en bas, et la soupape b est en haut. La première ferme le tuyau « d'admission' delà vapeur, 'et la seconde le conduit i au condenseur. Le canal fel les passages g» V * , étant ouverts , la vapeur qui occupe le bas du cylindre A se'rend, d'un côté, dans le haut de ce même cylindre, et de l'autre duns le haut du grand cylindre B. Mais, pendant ce temps, les «toupapcs enfilées c , d, ont une position inverse, c'est-a-dire que le tuyau e d'admission de la vapeur et Je canal i qui conduit au condenseur sont ouverts; alors la vapeur arrive directement de la chaudière dans, le haut du petit cylindre C, tandis que la vapeur qui oeowpe le1 bas du 'cylindre, ainsi que le bas du grand cylindre Bf se rend, en avivant le canal / et le canal i, dans le condenseur, et forme ainsi le- vide audevant des pistons C et B. La descente des trois pistons A , Bf C.est déterminée simultanément , savoir, suivant les auteurs de*etteM»achine .' pour ie premier, avec une force motrice nulle, puisque lebas et le haut se trouvant en communication, le piston est également pressé dans les deux sens; pour le second, avec une force qui est m» raison in* verse des capacités que la vapeur ira occuper en sortant du cylindre A, capacités qui se compôséntdu cylindre A et du cyKndue fi, qui est dans le rapport de 1 à 4, ce qui donne 5 pour l'espace occupa en second lieu par la vopeor. En admettant que la pression delà vapeur dans le petit cylindre A fût de 46 livres par pouce carré, elle ntfserè donc plus que de f ou 8'fcwWpouHa même étendue de sur&See, dans le grand cylindre. Son piston descendra avec une forée motrice représentée par 5s livres ' de pression par pouce carré, sans être diminué par aucun autre obstacle que par le frottement* Le' troisième piston descend avec tonte la force expansive de la vapeur venant de
> , . 1 1 m IA EOBdË rDE LA* rVAPEUB. 4**5 la chaudière, c'est-à-dire avec une force de 4o livres par pouce carré. La somme des forces motrices qui font descendre les pistons est donc de 7a livres par pouce carré.
Cette force, suivant les mêmes auteurs, ne serait, dan6 le système de Woolf, que de 70 livres par pouce carré.
Les trois pistous arrivés au plus bas de leur. course, comme on le voit lig. 5 , remontent avec une force motrice égale à celle qui les a fait descendre. A son tour la vapeur contenue dans le cylindre C passe dans le bas de ce même cylindre et dans le bas du grand cylindre B, en se dirigeant par les passages k, l, que les soupapes enfilées c, d, laissent libres, tandis que la vapeur qui occupe le haut des cylindres B c&sf se rend au condenseur par les passages h cl g, t'y et la vapeur de la chaudière introduite par le canal e vient remplir le bas du cylindre A. Ainsi de suite , en faisant alternativement le vide devant l'un des petits pistons; tandis que la même vapeur, dans l'autre, se trouve en même temps devant et derrière, et par conséquent eu équilibre , ne se mouvant que parce que sa tige est unie au système général des deux autres pistons-.
Nous revenons actuellement au fourneau fumivorc à foyer tournaut : nous en avons vu une coupe verticale dans la fig. 1 .
G sont les bouilleurs en fonte qui s'unissent à la chaudière H. Fig. 7. Plan de la grille tournante.
.Yq^.B. Coupe verticale du fourneau, mais avec une chaudière ordinaire. . . ,
/ , cône métallique denté en hélice, comme la noix d'un moulin. Ce cône en tournant sur son axe , par le moyen de rouages , fait tomber sur la grille tournante K le charbon contenu dans la trémie L, et alimente ainsi le fourneau très-régulièrement, sans qu'on ait besoin de s'en occuper autrement que pour entretenir du charbon dans ' la trémie L.
Ce fourneau est regardé comme étant fumivore, parce que le char* bon tombant sur le devant de. la grille tournante, la grande quantité de fumée qu'il produit d'abord se trouve brûlée pendant son trajet à travers toute la largeur du foyer, qui, d'ailleurs, tourne lentement.
W LÉGENDES DES MODES 1 D'APPLICATION W,.W^».«^..>%.,^.F.„^„,,W„,M,„ ,,„,„ ,„„ MMWrtWB,wat,^j^
PLANCHE XXDL > ' < " l * « Machine rotative à vapeur de M. Matterman* Pifci ri Étape1 verticale. ')' " " ; 7
f^.'H. Coupe verticale passant par Taxe de la machine et perpend iculairemént à la coupe précédente.
Pour faire tourner la roue qui fait le corps même de la machine^ pu remplit d'eau chaude ou froide la moitié de l'anneau cireux a. a, par l'intermédiaire du réservoir d'eau 6; l'eau occupe ainsi la m6itié/nf^r rieùre de là circonférence de cette roue. On met alors rinte'rieur 3e l'anneau en communication avec la chaudière à vapeur; la vapeur passe par le rayon creux d, en chassant l'eau devant elle ; arrivée dans la partie e de l'anneau, elle ferme la soupape /, et presse sur l eaù qu'elle fart monter dans la portion opposée de la circonférence h; lé poids de l'eau entraîne la roue ét la soupape /. se porte au point i, ou la vapeur qui la fermait trouve un passage parle rayon creux pour se dissiper et aller a la condensation par une ouverture que Je mouvement de la roue lui ouvre à son centre. Pendant ce temps, une nouvelle quantité de vapeur est arrivée dans l'anneau par un 'autre rayon horizontal , et a fermé la soupape qui lui correspond et reproduit la manœuvre précédente; cettesuite d'actions de la vapeur arrêtée dans son mouvement par la soupape, un peu au -dessus 4 e chaque rayon parvenu à une direction horizontale et repoussant le centre de gravité de l'eau dans la tangente verticale 4e ta roue, détermine et entretient le mouvement de rotation de la machine.
Les contre-poids n sont destinés a faire ouvrir les soupape» lors** qu'elles n'éprouvent plus aucune pression de la part de la vapeur, ce qM» arrive chaque fois qu'une spupape est sortie de la position qu'ère a en /par le mouvement de la roue.
Machine à vapeur à cylindres oscillans sans balancier , de M. Manbj.
Fig. 3. Élévation et coupe verticale.
Fig. 4- Vue du côte' opposé au volant, avec fa coupe de l'un des cylindres, pour marquer l une de leurs positions.
A, cylindre à vapeur porté par le milieu sur deux, tournons; en B, sur l'un de ces tourillons est un renflement dans lequel se trouvent les orifices qui mettent l'intérieur de chaque cylindre en communication avec la chaudière, par le tuyau C, armé d'un robipet D, confie dans les autres machines. ' ,f ; t
Les tiges E des pistons, dont l'une. est | supposée enlevée dans, Ja fig1. 3,J y sont attachées chacune à' un coude de l'axe qui porte U vo-
On conçoit que tous les écarts , par rapport à une ligue droite verticale, que les coudes font éprouver aux tiges des pistons , en tournant avec le volant, sont suivis par les corps de pompe, puisqu'ils peuvent osciller sur leurs tourillons; et 11 résulte; de cette disposition que sans balancier les tiges des pistons se nieuvent toujours parallèlement aux parois intérieures nés cylindres; elles se prêtent, sans se forcer, à toutes les positions que les coudes leur font prendre.
H, pompe à air. /, tuyaux de communication avec les cylindres; on voit en £T, derrière la pompe à air, le condenseur avec lequel il
-la^r-v si »!, ♦ l • ' ■••'■'••«•
Machine à tapeur sans balancier proprement dit .
Fig. 5. Élévation de cette machine.
a , leviers articulés chacun à un point fixe b et à la pièce mobile c.
La tige d du piston est brisée en eetselie à la manivelle du volant g par une petite bielle /.
Far la disposition des levier» a, de la pièce c et de h peûle bielte/, la tige rigide d du piston ne sort pas sensiblement de la verticale dans la conversion du mouvement rectiligne de va-et-vient en rotation continue.
h , pompe à air. On voit en i sur la tige du piston de cette pompe ,
deux points d'arrêt destinés à faire ouvrir et fermer le régulateur k
par la queue /.
m , tuyau qui conduit la vapeur au condenseur.
n , pompe alimentaire puisant le trop plein de l'eau chaude de la bâche p.
r, pompe à eau froide.
Système de la machine à vapeur d'Olivier Êvans.
Fig. 6. A, corps de pompe.
B, cylindre renfermant un serpentin dans lequel la vapeur passe par le tuyau C pour se condenser. ' 'i
h, tuyau de tlécbarg&i ' • »
D, pompe à eau froide pour rafraîchir , par le tuyau de communication d, la capacité qui renferme le serpentin.
pompe alimentaire. On voit pour cette pompe, comme pour la précédente, comment le mouvement leur est communiqué par le balancier, j '/ I
G, balancier ; il diffère des autres en ce que son extrémité /, attachée à la tige du piston, n'entraîne pas dans son mouvement cette tige hors de la verticale, attendu que le balancier cède sur son sup± port à articulation L par l'effet de la tringle o arrêtée au point fixe P.
M, bielle qu'on voit unie ù la manivelle du volant N.
ËCLAIRCISSEMENS
ET
