CHAUDIÈRES A FAISCEAU TUBULAIRE AMOVIBLE

718. Dans les différents systèmes de chaudières tubulaires que nous venons de décrire, il est fort difiicile et souvent impossible d'enlever les incrustations qui se déposent autour des tubes. Quoique multipliés autant que possible, les trous d'homme et les trous de bras ne suffisent pas pour permettre d'atteindre avec les outils toutes les parties incrustées. C'est un défaut grave des chaudières tubulaires et qui peut amener rapidement leur

mise hors de service. On a imaginé, pour remédier à cet inconvénient, diverses dispositions ayant pour but de rendre amovible le faisceau lubulaire de la chaudière qu'on peut alors, après démontage, facilement débarrasser des incrustations.

719. MM. Thomas, Laurens et Pérignon ont établi les premiers un générateur ((ig. 400-401) dont on peut sortir complète-

Fi(t. 400.

ment le vaporisateur composé du foyer Im, de la boîte h fumée h et du faisceau tubulaire (, et mettre ainsi à découvert toutes les parties susceptibles d'èlre incrustées.

Les figures 4o2-4o>^ représentent un des derniers types construits parMM.Weyheret Richemond. Dans cet appareil le foyer est placé à l'intérieur d'un cylindre analogue à celui des chaudières de Cornwall, mais il est enveloppé par un grand nombre do tubes de faible diamètre disposés en couronne. Ces tubes formant retour de flamme sont fixés dans deux plaques tabulaires rivées normalement au cylindre du foyer, l'une à l'avant de la chaudière, l'autre à l'extrémilé opposée, celte dernière constituant la paroi antérieure de la boite k fumée. Le vaporisateur est placé dans l'intérieur d'un corps cylindrique ou calandre portant à l'avant une grande cornière rivée formant bride, sur laquelle s'applique la plaque tubulaire antérieure du

6i CHAUDIÈRES A VAPEUR.

vaporisateur. Celle-ci est maintenue au moyen de boulons, et le joint est fait soit au minium, soit avec un anneau de caoutchouc.

Au-dessus de cet ensemble se trouve un cylindre communiquant avec la calandre par deux larges cuissards. Le vaporisateur est complètement entouré par l'eau dont le niveau s'élève à peu près à mi-hauteur du cylindre supérieur, c'est-à-dire notablement au-dessus du cylindre du foyer et du faisceau tubulaîre.

Les gaz de la combustion sortant du foyer passent au-dessus

Fig. ^01.

de l'autel, se rendent dans ia boite à fumée, reviennent ensuite sur eux-mêmes et traversent la couronne des tubes. A la sortie ils se réunissent h l'avant, dans une seconde botte à fumée en tôle entourant l'entrée du cylindre du foyer. Puis ils retournent à l'arrière par un grand carneau enveloppant la calandre et la moitié du cj'lindre supérieur; de là, ils vont enfin à la cheminée par un conduit pourvu d'un registre.

Pour sortir le vaporisateur, il suffit de démonter les boulons du grand joint placé à l'avant de la chaudière et, au moyen de moufles, de faire glisser l'appareil amovible sur deux rails dis-

CHAUDIÈRES TtIBULAIRES. 65

posés à l'intérieur de la calandre. Quand cel appareil est amené à l'extérieur, la couronne de tubes est accessible et peut être désincrustée. Une manœuvre inverse de la première permet de remettre le vaporisateur en place; on refait alors le §^rand joint, ce qui dans une chaudière bien construite ne présente aucune diflicullé pratique.

Dans la chaudière primitive (fig. 4oo-4o') le cylindre qui

Fig. 4o3,

surmonte le corps principal n'existait pas. La chambre de vapeur éUiit formée par la partie supérieure de la calandre surmontée de deux ddmes c, d, et bien qu'on eût baissé autant que possible le cylindre du foyer, il ne restait que peu de distance verticale entre le niveau de l'eau et la tôle de coup de feu, qui était exposée à être brâlée en cas de négligence dans l'alimentation. L'addition du cylindre supérieur a donc constitué une amélioration importante.

Le vaporisateur est complètement libre à l'une de ses extrémités et peut ainsi se dilater facilement. La pression exercée par

66 CHAUDIÈRES A VAPECR.

le fluide intérieur sur la plaque lubulaire d'avanl et <]ui tend à la foire bomber et à ouvrir le joint étant très considérable, il faut donner à cette plaque une forte épaisseur; de plus il est prudent, au moins pour les cbaudiërea de grand diamètre, d'attacher le fond du vaporisateur au fond opposé de la calandre au moyen de tirants clavetés, qu'il faut enlever quand on veut sortir la partie amovible. Un trou d'homme spécial établi à l'arrière permet à un ouvrier de pénétrer dans la calandre pour pratiquer celle opération. Ce système d'attaches, employé par surcroit de précaution, ne doit, dans aucun cas, autoriser à diminuer l'épaisseur des fonds de la chaudière.

720. Chaudière Farcot. — La chaudière h foyer amovible imaginée par M. Farcot est représentée figures ioi-ioS. On voit

Kg- 4oi. Fig. 4oi.

qu'à l'inverse de la précédente elle est à flamme directe. Le foyer intérieur est placé dans un tube cylindrique plongé dans la masse liquide ; après l'autel se trouve une chambre de combustion suivie d'un faisceau de tubes aboutissant à une virole spéciale portant une plaque tubulaire.

Cet ensemble, qui constitue la partie amovible, est disposé à l'intérieur d'un grand cylindre auquel il est fixé au moyen de deux joints, l'un à l'avant, l'autre à l'arrière, ce dernier ayant un diamètre tel qu'il puisse sortir par l'ouverture de l'avant. Les

joints sont effectués au moyen d'anneaux en cuivre rouge qui pénètrent dans des rainures circulaires opposées et se correspondant. On opère comme précédemment pour sortir et remettre en place le vaporisateur, qui est du reste muni de galets latéraux facilitant la manœuvre. Le grand cylindre est surmonté d'un autre de même diamètre auquel il se trouve relié par deux ou trois cuissards. Le corps cylindrique supérieur est à moitié rempli d'eau et la partie vide constitue la chambre de vapeur.

Les gaz de la combustion, sortant des tubes à Tarrière de la chaudière, reviennent àTavant en chauffant le corps cylindrique inférieur et la moitié du cylindre supérieur; puis ils plongent, par un conduit muni d'un registre, dans un carneau qui les amène à la cheminée. Les parois de Tenveloppe qui entoure la chaudière sont formées de deux tôles laissant entre elles un intervalle rempli de corps mauvais conducteurs.

721. Chaudières verticales & foyer amovible. — On construit également des chaudières verticales disposées de manière à permettre d'accéder au faisceau tubulaire. Dans ces appareils c'est le plus souvent la calandre qui est mobile.

Il faut donc, pour le démontage, disposer d'une hauteur presque double de celle de la chaudière. Cette sujétion crée une gêne qui parfois empêche l'installation des générateurs de ce type.

72S. Tubes séparément amovibles. — M. BerendorfeL imaginé une disposition spéciale permettant, au lieu de retirer le faisceau tubulaire tout entier, d'enlever chaque tube séparément. Pour cela, les tubes portent à leurs extrémités une surépaisseur légèrement conique, de manière que les deux troncs de c6ne ainsi formés aient leur inclinaison de même sens, et que la grande base de la saillie d'avant soit moindre que la petite base de celle d'arrière.

Les trous percés dans les plaques tubulaires sont alésés exactement avec les mêmes diamètres et la même conicité que les extrémités des tubes qu'ils doivent recevoir ; les orifices de la boite à fumée étant les plus grands, c'est par ce côté qu'on introduit les tubes et qu'on les engage dans les trous corres-

Fig. 406.

pondants de l'autre plaque tubulaire. Le tube, une fois mis en place, est enfoncé à force au moyen d'un outil spécial (fig. 4o6)

composé d'une tige taraudée aux deux extrémités et de deux arcades , s'appuyant Tune sur les bords du tube, l'autre sur la plaque tubulaire opposée; en tournant l'écrou qui s'appuie sur la seconde arcade, on fait pénétrer le tube dans les deux plaques. Pour le retirer il suffit de changer les arcades de côté ; le serrage de l'écrou tend alors à arracher le tube de son logement. Les manœuvres de montage et de démontage sont donc très simples.

L'étanchéité du joint résulte de la précision dans l'ajustage et du soin apporté dans le montage. Exécutés soigneusement à l'aide d'un outillage spécial convenable, ces tubes mobiles donnent en général des joints satisfaisants; mais souvent, après quelques démontages, les orifices des plaques sont déformés, et, par suite, les fuites difficiles à éviter.

Quand on a recours au dispositif Berendorf, il convient de prendre une précaution spéciale.

Les diamètres des orifices pratiqués sur les plaques tubulaires n'étant pas les mêmes, la pression exercée par la vapeur sur les extrémités des tubes est plus forte d'un côté que de l'autre, et tend aies faire sortir de leur logement en les projetant au dehors. Pour éviter que cet accident ne puisse se produire, il suffit de placer dans la boite à fumée, & quelques centimètres en avant du faisceau de tubes, une tôle de garantie, dite plaque de garde, percée de trous correspondant exactement à ceux de la plaque tubulaire, "tnais d'un diamètre un peu plus petit, afin d'arrêter tout tube qui viendrait à se déplacer. Il convient d'ailleurs, pour ne pas trop gêner le tirage, que la section de passage dans la plaque de garde soit supérieure ou au moins égale à celle des tubes. '

728. Disposition Langlois. — La plaque tubulaire du foyer est percée d'orifices alésés, et celle de la boîte à fumée est

pourvue de trous taraudés. Le tube amovible est, à Tune de ses

exirémîtéSy renforcé par un anneau extérieur, à embase ou collet,

et faisant corps avec lui. Cet anneau porte une partie filetée qui

vient se visser dans la plaque taraudée. Le joint est assuré par

le serrage de l'embase sur une rondelle en plomb, appliquée

contre la plaque tubulaire. L'autre extrémité du tube n'est pas

renforcée et vient se loger dans l'orifice correspondant de la

plaque du foyer. Le joint entre ces deux parties est rendu

étanche à l'aide d'une bague intérieure en acier, introduite à

force. Pour le démontage on commence par retirer celte bague

et on dévisse ensuite le tube.

M. Montupet emploie des tubes mobiles dont une extrémité présente la surépaisseur conique du petit bout du tube Berendorf. L'autre extrémité est « rétreinte » et passe dans une bague mobile, semblable à l'anneau fixe du tube Langiois. Une garniture logée entre la bague et le tube produit l'étanchéité du joint. Dans cette disposition la pression de la vapeur tend à consolider les joints.

724. Chaudière à. foyer amovible et tubes démontables. — On a pu voir fonctionner à l'Exposition Universelle de 1889 une chaudière construite par là Compagnie de Fives- Lille sur le modèle de celles qu'elle avait déjà établies pour l'outillage hydraulique de la gare Saint-Lazare. Nous la représentons plus loin (fig. 467), munie de tous ses accessoires.

Dans ce générateur on a réalisé une application des tubes Berendorf à la chaudière à foyer amovible.

La chaudière comprend deux corps cylindriques horizontaux superposés et de diamètres différents. Lev corps inférieur, ou calandre, reçoit un foyer intériaur amovible et à chambre de combustion, ainsi qu'un faisceau de tubes Berendorf. Le corps supérieur est surmonté d'un dôme de diamètre presque égal au sien et d'environ i mètre de hauteur.

Le foyer est formé de deux viroles assemblées bout à bout par des collets rabattus à angles arrondis, de manière à permettre la dilatation des tôles et à laisser les rivets à l'abri du

rayonnement du feu. Un anneau en cuivre rouge est interposé entre les collets afin d'assurer Tétanchéité de Tassemblage. Le foyer est, à son entrée, réuni à la calandre par un joint à brides et à emboîtement très solide et très étanche; le fond de la chambre de combustion sert de plaque tubulaire et reçoit le petit bout des tubes Berendorf dont l'autre extrémité est engagée dans le fond de la calandre. Une plaque de garde est destinée à arrêter les tubes qui pourraient sortir de leurs sièges. Des entretoises davetées, et démontables au besoin, relient la plaque tubulaire de la calandre à celle du foyer et empêchent le déplacement relatif qui faciliterait beaucoup le glissement des tubes amovibles.

Le corps supérieur de la chaudière est réuni à la calandre par trors cuissards de grande section; il est pourvu d'un diaphragme transversal placé un peu en avant du premier cuissard, afin d'éviter que le dégagement de vapeur ne vienne influer sur les indications des appareils réglementaires.

La chambre d'eau comprend la calandre et la moitié inférieure du cylindre qui la surmonte; l'autre moitié et le dôme servent de chambre de vapeur. Pour se rendre dans le dôme, la vapeur passe dans un tube horizontal, de même longueur que la chaudière, et dont le dessus est percé de petits orifices. Le robinet de départ de vapeur est installé au sommet du dôme.

L'eau entraînée ou la vapeur condensée rentrent dans la chaudière par de petites ouvertures réservées dans la tôle de base du dôme. On voit que les précautions les plus minutieuses ont été prises contre les entraînements d'eau.

Les gaz sortant du foyer traversent la chambre de combustion, parcourent le faisceau tubulaire et reviennent à l'avant de la chaudière par un grand carneau enveloppant la chambre d'eau.

L'eau d'alimentation arrive au-dessus et vers l'arrière du faisceau tubulaire. Lorsqu'on veut enlever les incrustations, on retire la plaque de garde, les tubes Berendorf et, s'il y a lieu de visiter le foyer, on peut le sortir après avoir détaché les entretoises et démonté le joint de la calandre. Deux cornières servant

de rails sur lesquels glissent les oreilles du foyer facilitent la manœuvre. Pour le remonlage, on replace d'abord le foyer, puis les entretoises, les tubes amovibles et enfin la plaque de garde.