La chaudière à réchauffeurs de M. Farcot (voir

1" partie, fig. 254, ^55) dû type primitif se compose d'un corps

cylindrique placé directement au-dessus du foyer et de quatre

tubes réchauffeurs disposés les uns au-dessus des autres, dans

une chambre latérale divisée en quatre carneaux superposés.

Les gaz de la combustion, après avoir chauffé la chaudière,

Circulent dans le carneau supérieur au contact du premier tube,

de l'arrière à Vavant du fourneau. Ils plongent à Tavant dans

le deuxième carneau qu'ils parcourent en chauffant le deuxième tube sur toute sa longueur, descendent dans le troisième carneau, puis dans le quatrième qu'ils suivent successivement en sens inverse. Un conduit partant du point le plus bas les amène ensuite jusqu'à la cheminée.

L'eau d'alimentation arrive dans le réchauffeur inférieur, au point où les gaz le quittent; elle circule dans toute sa longueur en sens contraire de la fumée, monte dans le corps supérieur par une tubulure placée du côté opposé à l'arrivée et parcourt ainsi, successivement, les quatre réchauffeurs avant de pénétrer dans le corps cylindrique. On a soin d'incliner alternativement en sens inverse les tubes réchauffeurs afin que la vapeur qui peut se former se dégage librement.

688. Les réchauffeurs de ce svstème, en raison du faible diamètre qu'on est obligé de leur donner, ont Tinconvénient de ne pouvoir être débarrassés facilement de leurs incrustations. De plus on a constaté que les tôles des réchauffeurs inférieurs étaient très exposées à la corrosion, notamment lorsque les gaz de la combustion se trouvaient trop refroidis. Aussi M. Farcot a-t-il été conduit à reprendre la chaudière à deux bouilleurs ordinaires, à laquelle il n'ajoute plus qu'un ou deux réchauffeurs latéraux dans l'intérieur desquels on peut pénétrer.

Dans cette nouvelle disposition, les gaz, après avoir circulé autour des bouilleurs et du corps cylindrique, parcourent successivement les deux carneaux des réchauffeurs et se rendent ensuite h, la cheminée.

Une application de ce genre est représentée plus loin (fig. 396).

689. MM. Call et C% pour réduire la hauteur du fourneau sans cesser d'obtenir un chauffage méthodique, ont transformé les deux bouilleurs ordinaires des chaudières, en réchauffeurs placés dans l'espace qui se trouve derrière le foyer et qui est Ordinairement utilisé comme poche à cendres.

Les figures'(368-3()9) montrent la disposition des deux réchauffeurs logés dans deux carneaux séparés par une muretle. Les têtes de ces cylindres viennent affleurer le mur qui forme le fond

du cendner el portent un tampon autoclave pour la visite. Les gaz après avoir chaulTé ]a chaudière descendent dans un des carneaux, circulent autour du réchauffeur qu'il renferme, puis passent derrière le mur du cendrier dans le second carnoau et,

> g 3 * Fig, dlig.

de là, se rendent à la cheminée. L'eau d'alimentation arrive simultanément dans les deux réchauffeurs et passe dans le corps cylindrique. On a quelquefois disposé les deux réchauffeurs dans un même carueau. On est alors obligé de faire audessous un conduit spécial pour ramener les gaz à l'arrière du fourneau et à la cheminée. Dans l'un el .l'autre cas le cliauffage ne s'effectue pas d'une manière absolument méthodique.

690. Quand une chaudière à bouilleurs est déjà établie, on peut augmenter son rendement, par l'addition, dans une construction séparée, d'un ou de plusieurs réchauffeurs. Cette disposition conduit parfois à modifier quelque peu la circulation des gaz de la combustion. Lorsque ce cas se présente, on supprime simplement la murette placée sous le corps cylindrique, et les gaz, après avoir passé autour des bouilleurs, comme dans la disposition ordinaire, reviennent à l'avant du fourneau simultanément des deux côtés de la chaudière. De là ils se rendent à lacheminée par le carneau latéral qui entoure le réchauffeur.

L'alimentation de l'eau se fait à l'extrémité de ce dernier, du côté de la sortie des gaz.

691. Oa a fait depuis longtemps, en Alsace, de nombreuses applications des chaudières à bouilleurs pourvues de récliauf-

feurs. On ajoutait à la chaudière ordinaire à trois bouilleurs, soil six réctiaulTcurs, placés deux à deux, dans des carneaux en maçonnerie disposés l'un au-dessus de l'autre, soit comme dans le type de Wesserling, plusieurs séries de tubes liorizontau:t de o^iio à o",i2 de diamètre, réparties dans une ctiambre en briques divisée eu quatre carneaux superposés au moyen de chicanes mobiles en fonte.

Ces deux dispositions de cliaudières sont très encombrantes, les corps inférieurs des réchauffeurs sont exposés à la corrosion et se détruisent plus vite que le reste de la chaudière.

Aujourd'hui dès qu'un réchauffeur de l'un de ces deux types devient défectueux on le supprime cl on le remplace par un appareil formé de tubes réunis en faisceaux et qu'on désigne sous le nom d'économiser. Nous verrons plus loi» divers exemples de ces réchaufTeurs tubulaires.

692. Chaudtères Artlge. — M. Artige s'est appliqué à réaliser le chaufEage méthodique et à rendre apparentes toutes les communications qui relient entre eux les divers corps cylindriques de sa chaudière. Les cuissards ordinaires sont supprimés et remplacés par des tuyaux en fonte, ou mieux en cuivre, disposés à l'extérieur des' maçonneries du fourneau.

La chaudière de ce type (fig. 370-371) se compose de deux vaporisateurs placis direcfemenl au-dessus du foyer et de quatre réchaufTeurs.

Deux de cos derniers sont installés au-dessous des vaporisateurs et les deux autres sont superposés et se trouvent sur le c^té du fourneau.

Les gaz chauds passent d'abord au contact des vaporisateurs, et circulent ensuite successivement autour de chacun des réchaufleurs avant de se rendre à la cheminée.

L'eau de la chaudière suit le même chemin, mais en sens inverse. Le chauffage métho- Hique se trouve ainsi réalisé.

CHAUnlÈRE VERTICALE.

693. Celte chaudière, formée d'un corps cylindrique dont la longueur atteint parfois 20 mè-

Ires, s'installe généralement dans les cheminées des fours métallurgiques. Le peu de place qu'elle occupe, en plan, a été souvent le seul motif qui l'a fait choisir. Ce générateur est d'ordinaire employé pour utiliser soit la chaleur des gaz sortant à haute température des fours à puddler ou & réchaufTer, soit les gaz qui s'échappent des cubilots, fours à coke, etc., et contiennent une notable quantité d'oxyde de carbone. Ces gaz sont combustibles; il suHit de les mélanger avec une quantité d'air convenable pour permettre de les brûler, et produire ainsi de la chaleur dans des conditions très économiques.

La chaudière verticale se place dans l'axe de la cheminée des fours, en laissant un vide annulaire dans lequel s'élèvent les gaz chauds. Pour régler la répartition de la chaleur, on crée des chicanes et 00 installe deux ou trois petites cheminées s'élcvant h quelques mètres au-dessus de la chaudière. La section de ces cheminées dépend de la nature des fours; elle est, en général, de 0,01 mètre carré pour 3 à 4 kilogrammes de charbon brûlé sur les grilles ou soles de ceux-ci.

La surface de chauffe se calcule comme celle des générateurs horizontaux; elle se déduit du poids de combustible brûlé dans les fours.

Quoique la marche ascendante des gaz le long des parois verticales soit peu favorable à la transmission de la chaleur, et que l'on ne profite pas dans ces appareils du rayonnement du foyer, on constate cependant qu'ils permettent de réaliser une utilisation assez satisfaisante, mais néanmoins inférieure à celle que Ton obtient dans les chaudières horizontales chauffées directement par un foyer ordinaire. Cela tient à ce que les gaz sortant des fours sont généralement beaucoup plus chauds que ceux qui proviennent des foyers ordinaires des générateurs.

Le tuyau de prise de vapeur part du haut de la chaudière verticale, à l'intérieur de laquelle il descend à travers la chambre d'eau, jusqu'à la hauteur convenable pour se reliera la canalisation de distribution. On évite ainsi les condensations et on diminue la proportion d'eau entraînée.

Les appareils de sûreté, sauf les indicateurs de niveau, sont placés à la partie supérieure du corps cylindrique, où une galerie permet de les visiter.

Dans les chaudières verticales, la chambre d'eau ayant une grande hauteur et la surface de dégagement de la vapeur étant toujours bien moindre que dans les générateurs horizontaux, l'ébuUition est, en général, tumultueuse et donne lieu à des projections d'eau, surtout lorsqu'une chute de pression vient à se produire dans le réservoir de vapeur.

Lorsqu'une chaudière est chauffée par les gaz provenant de plusieurs fours, il est utile de placer un registre sur chacun des carneaux allant de la cheminée aux fours, afin de pouvoir toujours régler la marche de ces derniers.

Les générateurs doivent être toujours pourvus d'un foyer ordinaire, afin de pouvoir fonctionner pendant l'arrêt des fours. On doit disposer ce foyer latéralement, pour qu'il ne chauffe jamais directement le fond de la chaudière; sans cette précaution, comme les incrustations se réunissent surtout à la partie inférieure, les tôles du bas du générateur risqueraient fort d'être

brûlées. De même, pendant le chauffage par les gaz des fours il faut absolument éviter tout contact direct entre la flamme et la partie inférieure delà chaudière.

A la suite d'accidents extrêmement graves, l'Administration a rendu un décret spécial que nous reproduisons plus loin (n^'oie) el qui impose de faire arriver les gaz chauds tangentiellement au corps cylindrique constituant le générateur.

Lorsque cette disposition est irréalisable, les parois verticales doivent être garanties par des muretles réfractaires d'épaisseur suffisante, isolées de la tôle par un vide de o^'joS, et de hauteur telle que le métal soit protégé contre l'effet destructeur des dards de flammes. Les veines fluides doivent avoir pris sensiblement une direction parallèle aux tôles voisines avant de les loucher.

Les explosions de semblables chaudières, lorsqu'elles viennent à se produire, ont toujours des conséquences véritablement désastreuses. Les plus récentes sont celles des forges de Commentry, Marnaval et Ëurville. Chacune d'elles a fait de très nombreuses victimes. Les effets observés résultent non seulement de la rupture du corps de chaudière, mais encore de la projection des débris de l'enveloppe en maçonnerie. Ceux-ci en effet, lancés horizontalement, vont tomber sur le sol dans tous les sens, sur un rayon d'autant plus grand que la hauteur de la chaudière est elle-même plus considérable.

Aujourd'hui, on renonce déplus en plus aux chaudières verticales et on emploie de préférence les générateurs horizontaux. Dans certains cas, la transformation s'effectue en utilisant lancien corps cylindrique que l'on dispose horizontalement et auquel on ajoute deux bouilleurs neufs. Les gaz passent d'abord au contact de ceux-ci, puis circulent une ou deux fois le long des parois du cylindre principal, suivant que la chaudière est pourvue ou non de réchauffeurs.

On peut employer également, pour l'utilisation des chaleurs perdues des fours, la plupart des systèmes de chaudières dont nous nous occuperons dans les paragraphes suivants.

36 CHAUDIÈRES A YAPKUH.

CHAUDIÈRES A FOYER INTÉIUIÎUR.

694. Les générateurs & fayer extérieur, quoique protégés par une enveloppe isolante en maçonnerie, laissent toujours perdre une certaine quantité de la chaleur dégagée par le combustible en ignition. Cette perte est en partie supprimée dans les chaudières dont le foyer est intérieur et complètement entouré par ['eau à vaporiser. On peut considérer comme type de ces appareils la chaudière de Cormcall, dont le nom est emprunté au pays où elle fut d'abord appliquée.

Cette chaudière {fig. 37a, 873) se compose cssenlielicment de trois corps cylindriques disposés parallèlement; le premier, de

Fig. 3;a.

grand diamètre, enveloppe les deux autres qui sont rivés sur les fonds par leurs extrémités ouvertes.

Chacun des deux tubes intérieurs renferme on foyer dont la description a été précédemment donnée (sas). Les gaz chauds fournis par chacun de ces foyers suivent d'abord le cylindre intérieur correspondant, pour se rendre à l'extrémité du générateur. En ce point, une murctte empêche la réunion des deux courants gazeux qui reviennent simultanément vers l'avant de la chaudière par deux carneaux latéraux longeant, l'un à droite et l'autre à gauche, le corps cylindrique principal. A l'avant du fourneau les gaz se réunissent dans un conduit unique (fig. 373) réservé sous la chaudière et qui les amène à la cheminée.

Quelquefois la circulation est un peu modifiée. AiTÎvés à l'ex-

CBAUDIËRES A GRiU4D VOLUME. 37

Irémilé des tubes porte-foyer, les gaz chauds se réunissent en un seul courant qui revient à l'avant du fourneau par un carneau latéral établi extérieuremcat le long du grand cylindre. Puis ils passent de l'autre c6lé par un conduit transversal et se rendent ensuite à la cheminée par un second carneau latéral symétrique du premier.

Les chaudières de Cornwall à double foyer sont des appareils généralement puissants qui présentent une grande surface de

Fig. 373. Fig. z-,\,

chauiTe. Lorsqu'on n'a besoin que d'une puissance moyenne, on n'emploie qu'un seul foyer et un seul tube intérieur (fig. 374). tout en conservant la même disposition générale et le même mode de circulation des gaz de la combustion. Cette chaudière à un seul foyer est désignée, en Angleterre, sous le nom de Lancashire boiler.

Le diamètre des tubes qui renferment les foyers ne saurait descendre au-dessous de 0,60. C'est un minimum qui permet strictement de trouver la place nécessaire pour le combustible, le développement de la flamme au-dessus de la grille, et le passage pour l'accès de l'air en dessous. Quand on le peut, il convient de porter ce diamètre à 0,70 et 0,80; on atteint même quelquefois 1 mètre et davantage. On est alors conduit à donner au corps cylindrique des chaudières à deux foyers, un très grand diamètre [^",^0 et au-dessus), et par suite à faire usage de tôle de très forte épaisseur.

CALCUL DES DIMEiNSIONS D'UNE CHAUDIÈRE A FOYER INTÉRIEUR.

695. La surface de chauffe d'une chaudière de Cornwall, à deux foyers, se compose de la surface totale des deux tubes intérieurs et des deux tiers environ de celle du cylindre extérieur; les dimensions respectives des trois tubes obligent en effet à relever le niveau de Teau, de telle sorte que les deux tiers de la surface du grand cylindre sont utilisables pour le chauffage. La surface de chauffe est, en conséquence, exprimée par la relation :

S = 27:a L H- :t ^DL ,

d étant le diamètre de chacun des tubes intérieurs;

D le diamètre du cylindre extérieur;

L leur longueur commune.

Pour les appareils à deux foyers on a, à peu près, D = 2, 5d;

on en conclut

S=ii,5orfL.

La surface de chauffe, par mètre de longueur de la chaudière, est par suite environ :

S= 6"^9o pour rf — o,6o S= Il ,5o pour rf= 1 ,oo.

On a donc pour 8 mètres de longueur, des chaudières de 55"*',20 et de ga'"'^ de surface de chauffe. On arriverait facilement, avec moins de lo mètres de longueur, à loo"'* de surface de chauffe.

Pour les chaudières de Lancashire à un seul foyer, dans

lesquelles D = 2, lorf environ, on a 8 = 7, 54 ^L et, par mètre

de longueur,

S = 4*^,52 pour rf=o,6o

8 = 7 ,54 pour d=z 1,00

ce qui donne pour des générateurs de 8 mètres de longueur respectivement 36°*», 16, et 6o°'<,29 de surface de chauffe. C'est sensiblement un tiers de moins que ce que Ton obtient à égalité de longueur avec une chaudière à deux foyers.

Pratiquement la surface de chauffe d'une chaudièr»! type Lancashire ou Cornwall peut ainsi, suivant la longueur et les diamëlres adoptés, varier de So""" à 100°".

696. La section de passage ofTerle aux produits de la combustion dans les tubes porte-foyer est relativement grande, de sorte que la partie centrale du courant gazeux chaud ne vient pas au contact des parois intérieures de la chaudière.

En vue d'obtenir une meilleure transmission on a disposé quelquefois après l'autel, au milieu do ces tubes, un bouilleur longitudinal relié à ta chaudière par deux grosses tubulures. Cette disposition n'est pas à recommander, car il se forme constamment un dépôt de suie à la partie basse du carneau annulaire réservé entre le bouilleur et le tube intérieur et, de ce fait, une partie importante de la surface de chauffe n'est pas utilisée. En outre, le bouilleur ajouté n'ayant généralement pas un diamètre suffisant pour permettre le nettoyage des incrustations, se remplit de dépôts et se trouve rapidement mis hors d'usage. Au lieu d'employer ce procédé, il est préférable de se servir de réchauffeurs ausiliaircs, tels que les economisers, par exemple, ou bien de recourir à la chaudière que nous allons décrire.

697. Gbaudière GallO'way. — Les modifications apportées par M. Galloway à la chaudière du type Cornwall réa-

lisent une importante amélioration. Dans ce générateur((ig. 375- 376) les deux tubes qui renferment les foyers se réunissent.

immédiatement après l'autel, pour former une seule chambre de combuslioD.

Cette chambre est traversée par des tubulures en tronc de côdc rivées sur ses parois, la grande base en haut, et dans lesquelles s'établit un courant ascensionnel mettant en communication le haut et le bas de la chaudière, Ces tubulures sont disposées

Fig. 376.

en quinconce, de manière à briser le courant des gaz Ae la combustion, qui est obligé de les contourner successivement et de passer dans leurs intervalles pour arriver à l'arrière du générateur. A partir de ce moment la circulation s'achève comme dans la chaudière de Cornwall. Les tubulures consolident d'ailleurs le tube elliptique et constituent des armatures qui s'opposent aux déformations ; en brisant le courant des gaz de la combustion à la sortie de l'autel, elles favorisent leur mélange et par suite la combustion; elles forment surface de chauQe et augmentent ainsi là puissance de la chaudière, sans accroître l'espace occupé par le fourneau ; enfin, les courants verticaux qui se produisent dans chacune d'elles renouvellent rapidement l'eau dans toutes les parties de la chaudière et favorisent la transmission. Ces tubulures, qui avaient primitivement des formes cl des dimensions différentes suivant leur position dans le tube elliptique, sont aujourd'hui toutes identiques, ce qui simplifie la construction. Pour rendre possible cette identité on a modifié le

CHAUDIËRBS k GRAND VOLUME. il

grand cylindre intérieur, dont la directrice autrefois elliptique esl maintenant formée de deux circonrérences concentriques convenablement raccordées.

La forme de tronc de cône des tubulures facilite leur mise en place en permettant à la collerette du bas de passer par l'ouverture du haut ; elle favorise, en outre, le dégagement de la vapeur. Dans les générateurs les plus récents, la chambre intérieure renfermant les tubulures présente plusieurs renQemeots qui forment chicanes et renvoient vers le milieu du carneau les gaz qui tendent à s'échapper directement le long des parois latérales.

La chaudière Galloway est appréciée en .\ngielerre, où elle a reçu de nombreuses applications. Depuis quelques années, on construit ces chaudières en tôle d'acier.

CDAUD1ËRE& VERTICALES A FOYER IMÉRIEtiH.

Dans le but de réduire, autant que

possible, la surface occupée sur le sol,

on a fait des chaudières à foyer intérieur

disposées verticalement.