UTILISATION DES CHALEURS PERDUES

1025. Appareil Franchot. — En 1825, Franchot imagina un appareil à convection alternative (fig. 590) qui se compose

d'un gros tuyau rempli de fragments de fer ou de fonte, de copeaux de fer donnant une énorme surface. Ce tuyau communique avec quatre conduits munis de registres ACA'C. Los gaz de la combustion arrivent en C et sortent en C.

Lorsque les corps solide^ (]ui se trouvent dans le tuyau sont portés à une haute température, on ferme alors C et C, on ouvre A et A'. L'air arrivant en A, en sens inverse du chemin suivi d'abord par les gaz chauds, emprunte de la chaleur aux fragments métalliques, s'échauffe et sort en A' pour se rendre au point où il doit être utilisé

Dans la pratique, lorsque les opérations ont besoin d'ôtre continues, ces appareils doivent toujours être groupés deux par deux, l'un accumulant la chaleur empruntée à la fumée ou à des gaz chauds pendant que l'autre se refroidit en échauffant des gaz froids.

1026. Appareil Erlcson. — En i85o, Ericson appliquas une machine à air chaud le système Franchot, en y apportant

le perfectionnement que nous venons d'indiquer. Il employa deux tuyaux parallèles B et C (fig. Sgi) remplis chacun d'un faisceau de toile métallique à mailles larges, de façon à ne pas trop réduire la section. Dans la disposition de la figure, C communique par A avec le gaz chaud à refroidir qui passe au contact des surfaces métalliques et s'échappe en D. Le gaz à chauffer arrive en E, parcourt le conduit B et s'échappe en F. Suivant la position des registres, les gaz à refroidir

Qrandtur ncdurP

Fig. 591.

passent en C et les gaz à chauffer en B ou bien inversement.

Lorsque les toiles métalliques du conduit C sont suffisamment chauffées, on tourne les registres en sens contraire, les gaz chauds passent dans le conduit B, et le fluide à chauffer parcourt la gaine C, dans laquelle il rencontre des toiles métalliques de plus en plus chaudes.

1027. Accumulateur Siemens. — Cet appareil, composé (le quatre chambres remplies de matériaux réfractaires, a pour but d'utiliser les chaleurs perdues des gaz qui sortent, à haute température, de certains fours métallurgiques, des fours de verrerie, etc. Les toiles métalliques de l'appareil Ericson ne permettant pas de chauffer l'air à une haute température, on les a

remplacées (fig. Sga) par des massifs en briques réfractaires, dis- Sbr. n. — 31

postas dans des chambres dont le plancher est formé par des voûtes percées d'un grand nombre d'ouvertures. Les briques s'échauffent d'abord au contact des gaz brfllés, et cèdent ensuite leur chaleur à l'air affluent. Elles sont rangées de manière à laisser autour d'elles de nombreux vides de faibles dimensions, dont l'ensemble doit fournir, dans chaque rainée, une section suffisante pour le passage des fluides à chauffer ou à refroidir.

En général, un four(fig. Sga) est pourvu de deux groupes d'accumulateurs, désignés sous le nom de régénérateurs et composés chacun de deux chambres. Pendant que le premier groupe est employé à refroidir les gaz chauds qui vont du four à la cheminée de fumée, les chambres du second groupe servent, l'une à chauffer les gaz combustibles froids et l'autre l'air affluent, qui circulent séparément et se réunissent avant d'entrer dans le four où s'effectue la combustion. Quand un groupe d'accumulateurs est porté à la température convenable, on renverse les courants gazeux au moyen d'un jeu de valves. L'air et le gaz à chauffer passent séparément chacun dans une chambre de ce groupe, tandis que les gaz chauds qu'on veut refroidir descendent à la fois dans les deux chambres de l'autre groupe.

Le gaz et l'air allant au four arrivent d'abord à la base des chambres à briques, au contact des matériaux les moins chauffés, et, à mesure que leur température s'élève, ils rencontrent des parois de plus en plus chaudes. Les gaz brûlés sortant du four à très haute température entrent à la partie haute des accumulateurs, descendent au contact dos massifs réfractaires

et rencontrent des parois à température décroissante. Le chauffage et le refroidissement des fluides s'effectuent donc d'une manière méthodique.

En opérant le renversement des courants gazeux à des intervalles suffisamment rapprochés (une ou deux fois par heure), on obtient une très grande régularité de température dans le four. Dans ces accumulateurs, la manœuvre des registres est assez compliquée et chaque renversement entraîne une certaine perte (le gaz et d'air chauds.

1028. Lorsqu'il est possible d'utiliser directement, sans les refroidir, les gaz combustibles fournis par un gazogène et dont la température est, en général, de 800** à 900°, ces gaz n'ayant plus besoin d'être réchauffés, l'accumulateur ne chauffe que lair nécessaire à la combustion, ce qui représente environ la moitié du poids des gaz brûlés sortant du four. Ces derniers sont alors insuffisamment refroidis, et, après leur passage dans Taccumulateur, arrivent à la cheminée à des températures voisines (le Doo** à 600®. C'est là une cause de pertes qu'on doit chercher à supprimer, sinon en totalité, du moins en grande partie.

On peut atteindre ce but, en augmentant la quantité d'air qui passe dans l'accumulateur et en envoyant l'excédent dans le gazogène au moyen d'un jet de vapeur. Le mélange d'air et de vapeur surchauffée à une température de 600** environ arrive dans le gazogène par des orifices ménagés sur la face opposée à la grille et au-dessus de celle-ci. Au contact du coke en ignition, la vapeur d'eau se décompose et chaque volume décomposé donne un volume d'hydrogène et un volume d'oxyde de carbone qui viennent enrichir les gaz combustibles sans introduire d'azote. 0 ipeut ainsi porter à 12 ou i3 p. 100 la quantité d'hydrogène, alors que, dans les gaz au coke ordinaires, elle n est que de 2,5 à 3,5 p. 100.

Cette disposition a été appliquée par M. Lencauchez à de nombreux gazogènes et permet d'obtenir des gaz dont la puissance calorifique peut atteindre de i 200 à i 3oo calories. Ce chiffre est supérieur de 200 à 3oo au nombre de calories fourni par la combustion d'un mètre cube de gaz ordinaire au coke.

Tout récemment M. Siemens a eu l'idée d'alimenter les gazogènes, non plus avec de l'air chauffé dans de^ accumulateurs, mais avec une partie des gaz de la combustion tels qu'ils sortent des fours à chauffer. L'acide carbonique contenu dans ces gaz se décompose en passant au travers du combustible placé sar les grilles des gazogènes et donne de l'oxyde de carbone.

L'acide carbonique étant ainsi d'abord décomposé, puis ensuite reconstitué par la combustion de l'oxyde de carbone, il n'y a de ce fait ni gain ni perte de chaleur; mais on conçoit qu'on puisse, par ce procédé, réaliser une économie résultant de ce qu'on récupère directement la chaleur contenue dans une partie des gaz de la combustion, sans passer par l'intermédiaire des accumulateurs.

Dans ces conditions, le volume des gaz à chauffer étant diminué de même que celui des gaz chauds à refroidir, puis à évacuer, les dimensions des accumulateurs et celles de la cheminée peuvent être réduites ; on réalise donc aussi une économie sur les frais de premier établissement.

1029. Appareil à air chaud pour haut fourneau, système Gowper perfectionné. — M. Lencauchez a perfectionné les accumulateurs Gowper, dont il a augmenté la surface utile par mètre cube. Tous les canaux ont été rendus droits afin de faciliter le nettoyage pendant les arrêts. La chambre de combustion située au-dessus du massif réfractaire a de grandes dimensions en vue d'obtenir la combustion complète des gaz; enfin, les manœuvres des valves, à chaque renversement de flammes, ont été simplifiées.

Le massif de briques de l'accumulateur (fig. SgS) est porté par un plancher en fonte 4* 4- Ce dernier, soutenu par des colonnes en fonte LL, repose en partie sur une couronne annulaire AB, en tôle, que traverse le conduit E pourvu d'un jeu de valves permettant, à volonté, d'évacuer la fumée ou d'introduire Tair froid. Lorsqu'on chauffe l'accumulateur, Tair froid pénètre dans la couronne AB par une ouverture spéciale (non figurée), monte en s'échauffant dans les conduits TT réservé? dans l'enveloppe de l'appareil, passe dans le vide 0 et entre

yAT l'oririce S dans la chambre M. Le gaz combustible sort par le tuyau Y, monte dans le conduit R et vient se mélanger avec l'air qui arrive par S. La combustion s'elîectue dans la chambre M et les gaz

Coupe en plan par C-d

produits descendent dans les canaux verticaux du massif formé de briques placées de champ. Ces gaz brûlés pénètrent ensuite dans la chambre inférieure L, s'échappent par E et passent enfin dans le carneau de fumée pour se rendre à ta cheminée.

Lorsque le massif céramique est suffisamment chaud, on manœuvre les valves

pour arrêter l'arrivée de gaz et pour permettre rintroduction de Tair à chauffer. Cet air entre par E, arrive dans la chambre L, monte dans les canaux en briques, traverse la chambre M, redescend par le conduit R et, par la gaine U, se rend dans la conduite de vent chaud.

La manœuvre des valves se fait toutes les deux ou trois heures. On construit deux de ces appareils pour chaque haut fourneau. La disposition représentée (fig. SgS) permet d'obtenir 37"*',4o de surface utile par mille briques deo,a2 xo, 1 1 xo,o5Det plus de i6 mètres carrés par mètre cube de maçonnerie.

1030. Récupérateurs. — Les appareils à renversement de circulation que nous venons de voir se composent toujours de doubles chambres qui reçoivent chacune alternativement Tair ou la fumée. Quand ils ont quatre chambres, deux sont traversées par la fumée et les deux autres servent Tune au chauffage de Tair et l'autre au chauffage des gaz combustibles. Les récupérateurs appliqués au chauffage de Tair n'ont qu'une seule chambre dans laquelle l'air et la fumée circulent en même temps, mais en sens contraire, dans des conduits différents ; la transmission de la chaleur s'effectue au travers d'une paroi. Lorsqu'ils doivent chauffer à la fois l'air et les gaz combustibles, les récupérateurs sont formés de deux chambres, l'une reçoit l'air et une partie de la fumée, l'autre reçoit les gaz et le reste de la fumée.

Lorsque la température de la fumée n'est pas trop élevée, on peut employer des surfaces métalliques et on évalue à emiron loo*" la différence de température entre la fumée et l'air chauffé. Quand la température des gaz brûlés est trop élevée, c'est-àdire lorsqu'elle dépasse Soc"" à 600**, on emploie toujours des appareils céramiques et on estime que là température de la fumée surpasse d'au moins 25o° celle des gaz chauffés.

1031. Récupérateurs & parois métalliques. — On a fréquemment cherché à utiliser la chaleur perdue emportée par la fumée, en chauffant une partie de l'air affluent au foyer, afin d'obtenir une plus haute température de combustion. On emploie souvent dans ce but un appareil qui consiste (fig. 594) en une série de tuyaux en fonte disposés verticalement et fixés dans

deux plaques tubulaires. A l'intérieur des tubes passe l'air à chautTei', tandis que les gaz à refroidir circulent à l'extérieur.

Kig. ig'i.

En disposant des cloisons pour rendre te chaufîage méthodique, on augmenterait l'efTet de l'appareil (ftft).

1032. Récupérateur à parois céramiques. — MM. Gaillard et Haillot ont construit un récupérateur (fîg. 595) dans lequel la transmission de chaleur s'elTeciue des gaz à l'air H travers une paroi céramique. Les gaz chauds venant du four passent successivement dans les conduits horizontaux B B' B" B' et descendent dans le carneau de fumée partant de la base du four. Les divers conduits sont séparés les uns des autres par des languettes réfractaires de o'°,o4 d'épaisseur, et des re-

gards b tampons mobiles permettent d'effectuer le netloyage. Les parois des conduits de fumée horizontaux sont constituées par des briques creuses, superposées de manière à former des canaux verticaux dans lesquels monte l'air à chauffer. L'air extérieur est amené sous le massif réfractaire, s'élève dans cescsnaux et arrive dans une chambre M d'où il sort pour aller sr mélanger avec le gaz combustible qui doit Hre brûlé dans le four.

Kig. agi.

Cet appareil donne 8 mètres carrés de surface utile par mètiv cube de chambre & briques. Une seule chambre suffit, comme nous l'avons dit, pour le chaulTage de l'air d'un four. Le renversement des gaz est supprimé, le chaulTage de l'air et le refroidissement de ta fumée s'effectuent méthodiquement et sans discontinuité.

1033. Récupérateur Lenoauohez. — Cet appareil (fig. 596-597) se compose d'une chambre en maçonnerie M donl l'intérieur est revêtu d'une chemise en briques réfractaire?- Cette chambre, de section rectangulaire, est garnie de plusieurs rangées parallèles de poteries réfractaires spéciales superposées. Les poteries inférieures reposent sur des pièces E en

terre r^fractaïrc, portées par des fers à I transversaux, scellés

Coupe E F

dans les mura de la chambre M. Les intervalles libres entre les poteries sont, dans le sens de la hauteur, divises en un certain

nombre de conduits au moyen de cloisons horizontales, formées de poteries creuses BB, qui servent d'entretoises. De deux en deux, à gauche et à droite alternativement, ces cloisons se prolongent jusqu'à la rencontre des parois de la chambre M, de manière à former des chicanes et à obliger les gaz brûlés à effectuer plusieui's circulations au contact des poteries verticales AA avant de gagner la cheminée.

De la combinaison des poteries A et des entretoises B résulte une série de canaux verticaux, reliés entre eux par les conduits transversaux existant à l'intérieur des entretoises. Ces canaux et conduits sont parcourus par l'air à chauffer qui entre à la partie basse de la chambre de récupération, monte vers le sommet, où il arrive dans la chambre d'air chaud et se rend ensuite au point d'utilisation. En même temps, les flammes ou les gaz brûlés sortant du four circulent au contact des parois extérieures des poteries verticales A et des entre toises B. Les gaz chauds entrent à la partie haute du massif de récupération, descendent à la base en suivant le chemin sinueux S S' S" S'" limité par les chicanes R et enfin se rendent à la cheminée. On voit que cet appareil réalise les dispositions d'un chauffage méthodique. De plus, toutes les parties constituantes du massil récupérateur ne reçoivent la chaleur des flammes perdues que sur une face et se trouvent toutes refroidies sur l'autre face par le courant d'air à chauffer. On a évité avec soin qu'aucune pièce non refroidie intérieurement ne soit soumise à l'action des flammes sur ses deux faces, afin de soustraire celles-ci à la vitrification et à une destruction rapide.

Dans la pratique, la différence de température entre les flammes perdues qui arrivent dans un récupérateur et l'air chauffé qui en sort peat varier de 200° à 4oo° G, en supposant que ce récupérateur présente une surface utile de i"^,oo à i"**,5o, soit par kilogramme de houille ou de coke, soit encore par 2 à 5 mètres cubes de gaz de gazogène brûlés par heure dans le four auquel il est appliqué. Par suite, lorsque l'air se trouve chaufl'é à 1200*' ou l'ioo^, la température des flammes perdues peut varier de i4oo à 1600 degrés. A ces températures,

CHAUFFAGE DES GâZ. 491

les parois entourées par les flammes sont exposées à se vitrifier et à couler rapidement, si elles ne sont pas en matières réfractaires de qualité exceptionnelle ; la fusion peut encore se produire lorsqu'elles sont attaquées par des matières (oxydes métalliques, poussières de foyer, sels de potasse ou de soude, etc.) avec lesquelles la silice peut se combiner pour donner naissance à des silicates fusibles. Lorsque les diverses parties d'un récupérateur sont toutes refroidies sur une face, M. Lencauchez estime que réchauffement ne sera jamais suffisant pour permettre la vitrification des parois exposées directement à l'action des flammes. C'est dans le but d'éviter cette vitrification qu'il a employé des poteries creuses pour former les chicanes de son récupérateur et créer par surcroît des surfaces de chauffe utiles.

De plus, ce récupérateur est construit par assises ou rangs Tiorizontaux à libre dilatation ; le massif est établi en poteries spéciales qui peuvent, dans une certaine mesure, se déplacer les unes par rapport aux autres, sans donner lieu à des fuites par suite de leur

disjonction dans le sens vertical; enfin, la dernière rangée des poteries A a été chargée de deux assises supplémentaires.

Toutes ces précautions ont été prises pour éviter les dislocations ou fissures qui se produisent au coup de feu dans les autres récupérateurs et qui ont pour inconvénient de laisser passer dans la fumée l'air le plus fortement chauffé, en raison de ce que les carneaux de fumée sont toujours en dépression par rapport aux conduits d'air chaud. La surface de transmission est de 8 m^ par m' de chambre à briques. De nombreuses applications de ce récupérateur ont été réalisées dans des usines à gaz et dans divers établissements métallurgiques.

1034. Dimensions des accumulateurs et récupérateurs. — D'après M. Lencauchez, un four à puddler affinant 35oo kilogrammes de fonte en 24 heures peut ne consommer que 80 kilogrammes de houille par heure, lorsqu'on le chauffe au gaz de gazogène avec récupérateur. La houille employée dans ce cas étant généralement très impure, on peut estimer sa puissance calorifique à 6400 calories. Le récupérateur peut

absorber 20 à 2S pour cent de la chaleur produite par la combustion dans le gazogène, soit, pour ce cas particulier :

Comme les fluides circulent en sens inverse, admettons un écart moyen de 25o® entre la température des gaz de la combustion et celle de l'air affluent. De nombreuses constatations faites dans les usines de la Compagnie parisienne du gaz ont montré que, dans ces conditions, la transmission était de 1 3oo calories par mètre carré et par heure. La surface à donner

au récupérateur est égale à S = — 5 — =98 m', soit en arrondissant 100 m*. Ce qui représente i"**,25 par kilogramme de combustible brûlé.

Lorsqu'on se sert d'accumulateurs, dans lesquels les cendres et poussières peuvent recouvrir en une seule journée toutes les surfaces de Tappareil, la quantité de chaleur transmise, pour un écart de 25o**, ne doit pas être estimée à plus de65o calories en moyenne, par heure. Le four à puddler exigerait dans ce cas deux accumulateurs de chacun 200 mètres carrés.

Dans un accumulateur ordinaire on obtient, en employant des briques de 0,22 x 0,1 1 xo,o55, une surface utile, léchée par les flammes, de 16,60"^ par mètre cube de chambre. Le

volume total des massifs de briques sera — tt-tt— =24 mètres

cubes.

Le récupérateur produisant le môme efTet n'occupera que

-^ = i2,5o"^ Il prend près de moitié moins de place, mais,en

raison des briques spéciales qu'il exige, il est un peu plus coûteux d'établissement.

1036. Vapeur surchauffée. — On a souvent besoin, dans certaines industries, de porter différents corps à des températures supérieures à 180'*, sans qu'il soit possible de se senir de Pair chaud dont l'oxygène, à température élevée, pourrait

CDAUFFAGE DES GAZ.

^S^§^ô>mS^§^^^^^^^^^^^^^\^

Fig 598.

altérer ou détruire les produits chauffés. Il devient difficile de recourir à l'emploi de la vapeur saturée directement fournie par une chaudière, car la pression dépassant alors dix atmosphères se trouve trop élevée. On a quelquefois recours à la vapeur surchauffée qui permet d'opérer sous pression relativement faible, à une température de 400** et même au delà.

Un des moyens les plus simples pour surchauffer la vapeur consiste à disposer (fig. 598) à la suite du fourneau d'une chaudière, une série de tuyaux en fonte dans lesquels on

fait circuler la vapeur. Un registre permet de laisser arriver sur les tuyaux les produits de la. combustion du foyer ou de faire passer directement ces produits sous le corps principal de la chaudière sans traverser le surchauffeur. Cette disposition, due à M. Him et employée pour surchauffer la vapeur destinée aux machines, occupe peu de place; mais, en pratique, elle ne permet pas de régler avec précision la température de la vapeur.

1036. Appareil Normand fils. — Dans certaines circonstances, on n'a besoin de surchauffer que de quelques degrés. Dans les anciennes chaudières marines à galeries, par exemple, où on ne pouvait dépasser la pression correspondant à i3o*, on avait trouvé avantageux de surchauffer la vapeur à i5o" ou i6o«. 11 aurait été difficile et encombrant d'avoir dans ce cas un surchauffeur avec foyer spécial.

M. Normand fils avait imaginé de surchauffer avec de la vapeur saturée à plus haute pression et fournie à une température de 180" par un générateur tubulaire spécial (fig. Sgg) fonctionnant à 10 atmosphères. Cette vapeur à haute tension vient envelopper un faisceau de tubes dans lesquels circule la vapeur à surchauffer. Le retour de l'eau condensée se fait directement

à la chaudière et il n'y a pas d'incrustations. Cet appareil donne de bons résultats.

a iôOt

yjxp. stUurte à Mo*.

Fig. 599.

1037. Appareil Testud de Beauregard. — M. Testud

de Beauregard a cherché à produire directement la vapeur surchauffée au moyen d'une chaudière verticale à fond ëtamé, renfermant un bain d'étain fondu dans lequel on projette de Teau goutte à goutte. Il se produit immédiatement de la vapeur surchauffée à une température de 180" à 3oo° suivant que le bain d'étain est plus ou moins chaud. Cette vapeur circule entre deux enveloppes concentriques dont l'intérieure est enfoncée dans l'étain, tandis que Textérieure n'y plonge pas.

Cet appareil fonctionne quand il vient d'être installé, mais il est promptement mis hors d'usage. La température de la vapeur surchauffée est d'ailleurs toujours difficile à régler. On l'a donc abandonné.

1038. Appareil surchauffeur de Thomas et Laurens. — Cet appareil (fig. 600) se compose d'un foyer ordinaire à grille légèrement inclinée et surmonté de plusieurs carneaux superposés. Le surchauffeur est formé d'un serpentin, dont les parties horizontales sont en fonte et reposent sur les radiers des carneaux. Pour éviter Faction directe du foyer on ne place pas de tubes dans le carneau inférieur.

Les joints du serpentin sont soustraits à l'action des gaz de la combustion. Ils sont isolés dans du sable en dehors du four, afin qu'ils puissent être facilement visités et réparés. Les différents tubes en fonte sont réunis par des coudes en fer doués d'une certaine flexibilité qui permet la dilatation. Les

joints sont dressés et garnis d'amiante. L'ensemble de l'appareil présente une certaine masse qui donne de la régularité malgré les variations d'intensité du foyer.

Pour augmenter l'effet utile du surchaulTeur et maintenir la vapeur coRstamment au contact des parois chauffées, on a fait venir de fonte au centre des tubes horizontaux de o^fio de {liamètre, un noyau cylindrique de o'°,o4 à o",o5 d'épaisseur. Au lieu d'un noyau central, il serait préférable de faire venir

lies nervures longitudinales dans les tubes, mais cela augmenterait les difficultés de fabrication.

Les produits de ta combustion sortant du foyer, parcourent le cameau inférieur, arrivent dans le second carneau qui renferme les premières spires des serpentins, puis montent successivement jusqu'au sommet du fourneau où ils peuvent être repris et 6tre utilisés pour un chauffage k température peu élevée.

La vapeur venant de la chaudière circule en sens inverse de la fumée. On peut ainsi chauffer la vapeur jusqu'à 350°. A cette température, les thermomètres ne donnent pas d'indications bien précises. Pour se rendre compte de la température, les ouvriers déposent un morceau de bois ou d'amadou sur la dernière ligne de tuyaux et constatent le temps qu'il met Ji s'allumer.

Il convient de placer l'appareil surchauffeur à câté de l'appaleil utilisateur, alin d'éviter les refroidissements importants

qui se produiraient dans le parcours d'un appareil à Fautre.

1039. Surchauffage par contact avec des gaz chauds.

— L'opération se fait dans un petit fourneau en briques réfractaires dans lequel on brûle du coke ou de la houille sèche. Le fourneau est enveloppé de tôle. En haut, pour le chai^emenl. se trouve une porte lutée avec de l'argile humide. En bas est, une autre porte servant à retirer les cendres et les scories. Des tubes de quelques centimètres de diamètre, traversant la maçonnerie, amènent vers le bas du foyer de l'air pour brûler le combustible ; quelques-uns, placés plus haut, fournissent l'air nécessaire à la combustion de l'oxyde de carbone.

Un jet de vapeur disposé dans le tuyau de sortie produit l'entraînement des gaz; un second jet voisin du premier permet de régler la température et de l'abaisser au point convenable pour pouvoir transporter les gaz.

1040. Foyer Mary. — Si Ton veut avoir de la vapeur surchauffée à 500** ou 6oo°, on peut employer l'appareil suivant

Vapeur

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jj^^^w^xw^^x- ;.v..:

Fig. 6oi.

(fig. 6o I ) qui est formé d'un bloc de fonte d'une seule pièce afin d'éviter les joints et dans lequel sont ménagées des fentes verticales pour le passage de la fumée. Entre ces fentes sont disposés des tubes cylindriques horizontaux de 4 à 5 centimètres de diamètre dans lesquels passe la vapeur.

On place le bloc de fonte au milieu du foyer. Il est très important que les tubes soient venus de fonte et, de plus, oxydes à rintérieur, sinon, à cette haute température, la vapeur serait décomposée.

La température s'apprécie à laide d'un morceau de bois ou (l'amadou, comme nous l'avons déjà indiqué (loas).

1041. Les appareils en fer et en fonte sont rapidement détruits par Faction de la vapeur d'eau à haute température, on ne peut donc recourir à leur emploi, quand on veut surchauffer la vapeur à des températures qui peuvent atteindre I2oo^ Lorsqu'on a besoin de vapeur surchauffée à très haute température, on fait usage d'accumulateurs à renversement, à enveloppe métallique, chauffés soit par les flammes de foyers spéciaux ou de fours métaliui^iques, soit par la combustion des gaz de hauts fourneaux. En appliquant l'appareil Cowper perfectionné (io«9), on peutarriveràsurchaufferla vapeur jusqu'à i aoo® sous une pression de quelques décimètres d'eau. Lorsque la pression de la vapeur surchauffée ne doit pas dépasser o°,oi ào",o2, on peut se servir d'accumulateurs ordinaires (io«7) ou de récupérateurs (loaa).

L'appareil peut être pourvu d'un régulateur spécial à cloche équilibrée qui agit sur la valve d'admission de la vapeur. Si la dépense varie, la cloche se déplace et modifie la quantité de vapeur admise ; il en résulte que la production de vapeur surchauffée suit les besoins de la consommation.

1042. Emploi de la vapeur surchauffée. — En 1847, M. Violette avait proposé d'appliquer à la préparation du charbon servant à fabriquer la poudre, un procédé déjà employé par MM. Thomas et Laurens pour la revivification du noir animal. i]e système fut installé à Esquerdes (Pas-de-Calais), puis à Wibrin (Belgique) et plus tard à Dresde.

Les charbons obtenus par la carbonisation du bois sous l'action d'un courant de vapeur surchauffée sont très homogènes et d'excellente qualité. Mais l'installation des appareils utilisant la vapeur est plus coûteuse que celle des appareils ordinaires de carbonisation à cylindres ou à cornues fixes ou mobiles; les frais d'entretien et de main-d'œuvre sont également SiR. n. — 32

plus. élevés et la dépense de combustible est elle-même plus considérable, parce qu'on n'a pu jusqu'ici tirer parti de Ténorine quantité de chaleur emportée par la vapeur surchauffée. Ces divers motifs ont empêché le développement de ce mode de carbonisation, malgré les avantages réels qu'il parait présenter.

La vapeur surchauffée est employée à la revivification du noir animal, à la distillation des acides gras, à la fabrication des briquettes, à la fusion du brai de goudron, ainsi qu^à la distillation des schistes, etc.

Les conduites de vapeur surchauffées doivent être en fer ou en fonte ; bien que ces métaux soient rapidement altérés, ils résistent plus longtemps que le cuivre qui, d'ailleurs, est trop dilatable ; les robinets ou mieux les soupapes doivent être en fonte. On ne peut transporter la vapeur surchauffée à de grandes distances. On aurait trop de pertes par le refroidissement et, en outre, les tuyaux de conduite étant au rouge sombre à partir de Sûo"" donneraient lieu à un danger constant d'incendie.

1043. Quantité de chaleur nécessaire pour le sjsrchauiTage de la vapeur. — Cette quantité de chaleur se calcule de la manière suivante. S'il faut surchauffer de i oo"* à 3oo° i kilogramme de vapeur, dont la capacité calorifique est 0.480 '^ nombre de calories absorbées sera :

M=:PC(T-0 = o»48o(3oo- ioo):=96'**.

Le nombre de calories nécessaires pour produire la vapeur à 100* avec de l'eau prise à o* est :

De sorte que la quantité totale de chaleur absorbée pour avoir de la vapeur surchauffée à 3oo°, en partant de l'eau à o% sera 637+96 = 733.

Pour calculer les appareils de surchauffe, on peut compter sur une transmission de 4000 à 5ooo calories par mètre carré de surface et par heure, dans un appareil à serpentin.

1044. Observation sur le chaufTage par les gaz. — Ainsi que nous l'avons déjà dit, les gaz, à l'exception de la

vapeur saturante, se prêtent mal au transport de la chaleur à distance. Ils ont une faible densité, une faible capacité calorifique; comme on n'utilise pas leur chaleur de liquéfaction, il faut en employer de grands volumes, avoir de grandes sections de conduites et, par suite, il y a un refroidissement considérable dans le transport. De plus, il faut des appareils spéciaux pour mettre ces gaz en mouvement; mais, comme nous Tavons vu, ils permettent seuls de chauffer facilement au-dessus de i8o°. En entraînant les gaz sous Faction d'un jet de vapeur, on peut obtenir ce même résultat. Les gaz surchauffent la vapeur qui produit le transport du tout.

1045. Nous avons vu précédemment (t. II, i " partie) plusieurs applications très importantes du chauffage des liquides dans Tétude des chaudières à vapeur, et dans les chapitres relatifs à la distillation et à l'évaporation. Nous allons maintenant passer en revue d'autres applications du chauffage de Teau pour les bains, les buanderies et certains usages industriels et domestiques. Nous nous occuperons dans un chapitre suivant (VIII, § 5) du chauffage des habitations, serres, etc., par circulation d'eau chaude.

Les liquides peuvent être chauffés :

i"" Soit par contact direct avec les gaz de la combustion;

i"" Soit par transmission au moyen d'un foyer ;

3** Soit indirectement par transmission à Taide d'un véhicule de chaleur, comme la vapeur ou Teau.

Nous allons indiquer la différence que ces divers modes apportent dans la disposition des appareils.

CHAUFFAGE DES LIQUIDES PAR LEUR CONTACT DIRECT AVEC LES GAZ DE LA COMBUSTION.

1046. De même que pour les gaz, le chauffage d'un liquide par contact direct des produits de la combustion est le moyen

le plus simple, mais il est peu susceptible d'application. On a essayé au moyen d'un appareil mécanique d'injecter les produits de la combustion dans le liquide d'où ils se dégageaient après s'être refroidis, mais cet essai n'a pas eu de résultat pratique.

Une autre disposition consiste à faire arriver les gaz à la partie inférieure d'une cheminée sur laquelle se trouve un réser\oir d'où on fait tomber l'eau en pluie au milieu de la fumée. Il y a échauffement du liquide et on peut même recueillir certains gaz par dissolution. Mais il faut éviter de trop refroidir la fumée, car il est nécessaire que la température des gaz reste suffisante pour assurer le tirage.

Ces moyens sont peu usités et généralement le chauffage s'effectue par transmission à travers une surface métallique.