CHAUFFAGE PAR TRANSMISSION AVEC FOYER

1047. Le moyen le plus primitif pour chauffer un liquide consiste à le mettre au-dessus d'un feu dans un vase qu'on accroche à un support, qu'on place sur un trépied ou qu'on pose sur des pierres. Dans ces divers cas, il y a une énorme perte de chaleur par rayonnement et par insuffisance de contact entre les gaz chauds et les parois du vase.

Pour réduire ces pertes, on entoure le foyer d'une enveloppe en maçonnerie ou en tôle et on ajoute une cheminée pour le tirage. En général, les gaz restent toujours peu de temps en contact avec le métal, ils passent trop directement à la cheminée et, de plus, les parois du vase sont inégalement chauffées.

Pour obtenir une meilleure répartition de la chaleur, on dispose sur toute la circonférence de la partie haute du foyer des ouvertures pour le départdela fumée. Celle-ci redescend ensuite par des canaux verticaux pour se réunir dans un conduit annulaire qui aboutit à la cheminée. La surface de chauffe du vase et la chaleur dégagée par le combustible sont ainsi un peu mieux utilisées.

Avec ce chauffage par rayonnement direct, on arrive à transmettre 4o à 5o ooo calories par mètre carré de surface léchée par les flammes ; mais la fumée conserve une température très

élevée et on perd encore une grande partie ('/i à '/i) de la rhaleur dégag<!e par la combustion

1048. Chaudières icllicanes. — Il est impossible avec les dispositions précédentes de refroidir suflisamment les produits de la combustion qui s't^chappent toujours à une température trop élevée.

Pour obtenir une utilisation plus complète, onafait dans certaines industries enparticulier, celle des salines) des chaudières plates el longues (fig. 602), et, au moyen de chicanes, on a forcé la fumée à faire plusieurs circuits sous chaque chaudière, avant de se rendre à la cheminée.

On peut aussi placer i,,g. ^,

plusieurs chaudières & la suite les unes des autres et opérer un chauffage méthodique.

Quand il y a peu de dilTércncc entre les températures des liquides entrant et sortant, on peut disposer une grande chau- Jlère au-dessus d'un conduit unique de fumée. Le départ de la fumée doit avoir lieu par la partie inférieure de ce conduit.

Kig. tM.

Dans tous les cas il convient de couvrir la chaudière poui' i/mpêcher le rayonnement à travers le liquide et le refroidissement dft à l'évaporation.

1049. Chaudiôres à dépôts. — Lorsque le liquide chautTû produit des dépôts, on emploie, pour éviter les coups de feu. de« chaudières à fond ondulé (Og. 6o3).

Les matières se déposent ainsi aux points les plus bas quinesontpasencontaclavec les flammes. C'est une complication qu'on évite facili'mcnt en chautTantàla vapeur.

1060. Chaudières & Fjg. Go'i. déversement. —Lorsqu'il

s'agit de chauffer puis de vider rapidement, on fait usaged" une chaudière (fig.6o4)montéesur tourillons et munie d'un large bec à l'avant. Dès que le liquide i«l chaud, on soulève l'arrière au moyen d'une chaîne passant sur des poulies de renvoi et on vide la bassine en quelques instanU. Tous ces procédés ne sont plus guère en usage, l'emploi de la vapeur les a fait supprimer.

1061. Los diverses chaudières que nous avons étudiées el (jui sont destinées à produire de la vapeur, peuvent être employées pour le chauffage de l'eau. Les chaudières à foyer extérieur et à foyer intérieur, les chaudières à gros tubes et celles à petits tubes, s'appliquent à ce nouvel emploi ; les obser\alions que nous avons faites sur leure avantages et leurs ioconvénients respectifs subsistent ici, mais l'influence de la pression sur la forme a moins d'importance. Toutefois, quand ces chaudières sont destinées à chauifer de l'eau, il convient, afin d'utiliser complètement leur surface, d'apporter quelques modifications dans la disposition des carncaux.

Si, par exemple, on emploie une chaudière à bouilleurs el qu'elle soit complètement pleine d'eau, on pourra faire monfcr les carneaux jusqu'au sommet de la chaudière afin d'utilisersa

moitié supérieure. On ne peut employer cette disposition dans une chaudière k vapeur, parce que les parois chaulTi^es sans èlre baignées par l'eau rougiraient, et que la chaudière se trouverait en danger d'explosion. Si la chaudière à eau n'était pas pleine, il faudrait absolument prendre les mêmes dispositions <iue pour les générateurs de vapeur.

Dans les chaudif^res à foyer amovible, comme on n'a plus besoin de réservoir de vapeur, on peut placer au-dessus du tube central des tubes de retour et faire monter les carneaux autour <le la calandre, jusqu à la génératrice supérieure.

Lorsqu'il s'agit d'installations de faible importance comme des chauffages de bains ou de serre, on construit généralement de petïteschaudiëresspécialesdont nous allons indiquer quelques types. 106d. Four le chauffage de l'eau des bains, on emploie asseï; souvent (fig. tio5) un foyer disposé à l'intérieur d'une grande cuve, soit en bois cerclé de fer, soit en tôle. La cuve en bois a pour avantage de diminuer le refroidissement extérieur.

Le foyer est placé au bas de la cuve et les gaz de lacombustion s'échappent par un tuyau contourné en hélice et plongé dans l'eau. Ce tuyauestencuivrerougeetpourvu de tubulures ou regards, débouchant à l'extérieur de la cuve. Ces regards sont fermés par des tampons qu'on enlève, lorsqu'on veut **''»■ '"''■'■ procéder au ramonage. Cette dernière opération s'effectue au moyen d'un boulet ou d'un hérisson. On a soin de prendre l'eau chaude à la partie supérieure, au moyen d'un tuyau flexible en caoutchouc, soutenu par un flotteur, ou bien d'un tube articulé. L'arrivée d'eau froide, destinée à remplacer l'eau chaude écoulée, est réglée automatiquement par un robinet à flotteur, muni d'un tuyau plongeur qui amène IVau nouvelle à la partie basse du réservoir.

Ces appareils sont fort simples, ils servent & la fois de chau-' di&re et de réservoir. Lorsque l'établissement de bains ne comporte de baignoires qu'au rez-de-chaussée, l'appareil estînstallé à ce niveau. On prend toutefois la précaution de le surélever un peu. Mais, s'il y a des baignoires dans les (otages, on est obligé de placer l'appareil un peu au-dessus des baignoires les plus élevées, et, par suite, d'avoir un foyer et un service de charbon dans un étage, ce qui est incommode et quelquefois dangereux. Si aux bains ordinaires on doit joindre des bains de vapeur, on établit, en avant duréservoir d'eau chaude, une petite chaudière, à foyer intérieur, par exemple, et on fait arriver la fumée dans l'ancien foyer dont on supprime la grille. La transformation coûte très peu et la dépense de combustible se réduit au minimum. 1053. On emploie quelquefois pour le chauffage de l'eau des bains une chaudière en partie horizontale et en partie verticale.

Le foyer est placé à la partie inférieure et la fumée s'échappe par une série de tuyaux qui passent au milieu de l'eau sur une assez grande hauteur.

On facilite l'arrivée de l'eau autour du foyer au moyen d'un tube spécial.

On dispose parfois la chaudière dans un fourneau en maçonnerie et le réservoir d'eau chaude est placé latéralement et au-dessus (fig. 6oti). La partie horizontale de la chaudière communique avec le bas du réservoir d'eau et le sommet de la chaudière yig, 6oii. 8vec sa partie haute. L'eau chaude

passe de la chaudière dans le réservoir, tandis que l'eau froide descend du réservoir dans la chaudière. Le départ du tuyau de descente -est à quelques centimètres au-dessus du fond du réservoir, afin de laisser une chambre pour le dépôt des matières en suspension dans l'eau et éviter leur introduction dans la chaudière.

CHAUFFAGE DES LIQUIDES. iiOS

1054. Chaudière Bouillon. — Bouillon et Muller, afin de réduire les frais d'établissement et de n'avoir pas de joints exposés aux flammes, ont fait des chaudières en fonte, en forme de cloche (fig. 607), et munies de longues tubulures sortant (lu fourneau. Les départs de fumée sont i!i la base et on réserve un passage direct au sommet. Le nettoyage intérieur se fait au moyen de tampons placés sur la face supérieure.

La chaudière renferme très peii d'eau et présente une grande surface j-j- ^, dans un petit espace.

Il est difficile de régler bien convenablement la section de passage de la fumée, au sommet de la cloche. Si le passage est trop grand, lous les gaz de la combustion s'échappent par cette ouverture et la surface extérieure est peu utilisée ; s'il est trop réduit, c'est alors la surface intérieure qui est mal utilisée.

1066. Ghaudiôre Dovoir. — Léon Du-

voir.qui aétabli dcnom- f;g (•„«.

breux chauffages à eau

chaude, avait adopté une chaudière en tôle (fig. 608) dont k disposition se rapproche de la précédente. La construction présente

SOe CHAUFFAGE DES GAZ, DES LIQUIDES ET DES SOLIDES.

peut- être quelques difllcultt^s à cause de la forme ud peu compliquée, mais cet appareil donne de bons résultats pour le service spécial qu'on lui demande.

Les produits de la combustion sortant du foyer intérieur chaufTcnl la paroi extérieure, avant de se rendre h la cheminée.

Le nettoyage est à peu près impossible , mais cette chaudière convient cependant pour les chauffages à eau chaude, où c'est toujours sensiblement la même eau qui est employée.

1056. Chaudière horizontale.— On emploie fréquemment pour b chauffage des serres ud appareil très simple qui n'est autre chose qu'une chaudière h foyer inti'rieur du type Lancashire (Kg. *yoçf). Seulement, afin de donner plus de hauteur au foyer, sans augmenter la largeur du fourneau, od a fait les corps métalli- Fig. 609. ques extérieuretintérieur

de forme elliptique. La fumée, parcourt d'abord le corps intérieur, puis enveloppe toute la surface extérieure, et se rend enfin à la cheminée.

Des tampons démontables, placés sur la face e.vtérieure de la chaudicire, permettent le nettoyage intérieur.

CHAUFFAGE DES LIQUIDES. !t07

Ces chaudières se font génératement en cuivre rouge pour les serres. Comme elles ont peu de pression à supporter, on donne à leurs parois une faible épaisseur, et leur prix de revient n'est pas trop élevé.

Quand les dimensions deviennent un peu plus fortes, on peut les faire en lôle de fer. Il est utile de prendre les mômes pr6cautions que dans l'installation des chaudières k vapeur, aiin d'éviter les altérations et les corrosions. Il importe beaucoup <le ne pas mettre les joints dans le feu, afm qu'ils ne soient pas exposés à ôtre détruits rapidement.

1067. Cbaudlére & carneaux intérieurs. — On construit depuis plusieurs années des chaudières en tôle soudée.

auxquelles on donne les formes les plus variées. La chaudière horizontale de ce système (lig. 6io) est à section rectangulaire avec angles arrondis, à foyer intérieur et à bouilleur transversal. Latéralement, elle est pourvue de quatre carneaux intérieurs, deux k droite et deux à gauche. Les deux carneaux supérieurs partent du fond du foyer et débouchent sur la façade (le la chaudière. Les deux carneaux inférieurs traversent la chaudière de part en part dans le sens de sa longueur. La chaudière est disposée dans un fourneau en maçonnerie, et on laisse un Faible intervalle entre la brique et la tùlc pour le passage de la fumée qui se rend à la cheminée.

La circulation des flammes s'effectue d'abord le long du foyer et autour du bouilleur. Au fond du foyer, les produits de la combustion se divisent en deux courants qui passent, Tun dans le carneau de droite, Tautre dans celui de gauche. Arrivés à Tavant du fourneau, ils descendent chacun dans le carneau inférieur correspondant, le parcourent dans toute sa longueur, circulent ensuite autour de la chaudière et se réunissent enfln dans la cheminée.

L'eau à chauffer arrive à la base par deux tubulures latérales, disposées symétriquement et l'eau chaude sort par la tubulure placée au sommet de la chaudière.

Des trous de bras, fermés par des autoclaves, sont réservés pour permettre l'enlèvement des incrustations.

La circulation de l'eau et des gaz de la combustion est en partie méthodique ; comme, de plus, les flammes circulent dans des conduits métalliques baignés par Teau, on conçoit que Ton puisse obtenir une utilisation assez satisfaisante.

1068. Chaudière verticale & bouilleurs croisés. — Ce système de chaudière est analogue à celui décrit (ees-SM', avec cette différence que les bouilleurs sont en général 1res inclinés.

Souvent, on dispose le foyer pour permettre d'emmagasiner une certaine quantité de combustible, et de ne surveiller le feu qu'à des intervalles éloignés.

1059. Indépendamment des types de chaudières que nous venons de décrire on emploie aussi pour le chauffage des serres des chaudières à petits éléments analogues aux générateurs multitububaires et aux économisers. Nous reviendrons sur ce genre de chaudières dans le chapitre relatif au chauffage des édifices et habitations, par circulation d'eau chaude.

1060. Surface de chauffe des chaudières & eau chaude. — Les dimensions d'une chaudière à eau chaude se calculent comme celles d'un générateur de vapeur.

Les conditions de transmission de chaleur sont les mômes (|ue pour les générateurs, seulement la température du liquide est habituellement plus basse dans les chaudières à eau. On admet,

en général, que chaque mètre carré de surface absorbe un nombre de calories correspondant à la production de 12 kilogr. de vapeur environ, soit 12 x 65o = 7 800 calories par mètre carré. On prendra donc un chiffre compris entre 7 000 et 8 000 calories.

Pour les petites chaudières qu'on emploie quand on est gêné par la place, et dans lesquelles on utilise surtout le rayonnement direct, on peut admettre, au besoin, un nombre de calories absorbées correspondant à une production de 3o à 4o kilogr. de vapeur, soit de 20000 à aSooo calories par mètre carré. Mais lutilisation est moindre que dans une chaudière présentant un développement de paroi plus étendu.

La capacité des chaudières à eau est ordinairement réduite autant que possible, afin que la mise en train ne soit pas trop longue, car on conçoit que plus le volume de liquide à chauffer sera important, plus il faudra de temps pour élever sa température.