Dès i834 ^^- ^^ baron Séguier proposa une disposition

de chaudière à vapeur ayant principalement pour but d'éviter les

explosions. Elle se composait de seize tubes de 0°", i6 de diamètre

et de 4 mètres de long; sept d'entre eux juxtaposés dans un plan

incliné de -^ environ vers Tarrière servaient de ciel au foyer.

Au-dessus, les autres tubes accolés verticalement trois à trois formaient trois cloisons qui déterminaient les circulations de fumée. Tous ces tubes communiquaient entre eux et avec un cylindre supérieur servant de réservoir d'eau et de chambre de vapeur. M. Séguier ayant fait éclater Tun des tubes, l'explosion a été faible et tout s'est borné à l'émission d'un jet d*eau chaude. La disposition était donc avantageuse au point de vue de la sécurité ; mais, d'un autre côté, les tubes fortement chauffés donnaient lieu à des fuites continuelles et la chaudière n'a pu faire un service régulier et continu.

En i855 M, Boutigny^ bien connu pour ses travaux sur l'état spfaéroïdal, proposa un système destiné à produire, d'une manière pour ainsi dire instantanée, la vapeur dans une chau-

74 CHAUDIÈRES A VAPEUK.

dîfere sans eau, où l'on projetait directement le liquide sur des surfaces cIiaufTécs & haute température.

M. Testud de Beaiiregard a établi un appareil dans lequel on obtient la vaporisation instantanée en amenant de l'eau en quantité convenable à la surface d'un bain d'élaîn en fusion. Les gaz chauds du foyer sont utilisés d'abord & chauffer le bain vaporisateur, et ensuite h surchaufîer la vapeur produite.

D'autres dispositions de chaudières à vaporisation très rapide ont également été réalisées. Elles comportent le plus souvent, au-dessus d'un foyer, un serpentin cylindrique dans lequel circule l'eau à vaporiser. Les gaz de la combustion chauffcDl d'abord les parois intérieures du serpentin et descendent ensuite à l'extérieur pour se rendre à la cheminée. Tous ces appareils n'ont eu, en général, que des applications restreintes. 727. MM- Serpollet frères ont construit récemment un généra teurà vaporisation instantanée, sans aucune chambre d'eau. Leur appareil (fig. 407) se compose d'un tube d'acier ou de cuivre enroulé en spirale, après avoir été laminé de façon à ne laisser entre les parois rapprochées qu'un passage d'environ un demi-millimètre de largeur et 45 millimètres de hauteur. Cette spirale éprouvée il 100 kilogr, et timbrée à gi est munie de deux tubulures servant l'une à l'injection de l'eau, l'autre à la prise de vapeur.

L'appareil que nous représentons (hg. 407J est destiné & alimenter de vapeur une machine de trois chevaux, et se compose de trois éléments semblables à celui que nous venons de décrire, superposés et réunis de manière à former un circuit unique; il est renfermé dans un fourneau en maçonnerie. Les gaz de la combustion s'élèvent dans la partie centrale, puis redescendent en longeant les spires extérieures pour s'échapper par quatre conduits verticaux établis aux quatre angles du foyer.

Ueau d'alimentation arrive par le serpentin inférieur, et s'échappe àVétat de vapeur par celui du haut ; cette circulation n'est pas méthodique, mais elle a dû être employée pour permettre de refroidir davantage le tube inférieur qui, sans cette précaution, pourrait être rapidement déformé et même entièrement détruit.

L'eau passant dans les serpentins portés à très haute température se trouve vaporisée instantanément et il ne se produit aucune incrustation dans le vide capillaire. Les sels en dissolution dans l'eau sortent par la prise de vapeur à Tétat de poussière impalpable. On peut redouter que celle-ci, pénétrant dans les cylindres des machines, n'y produise une usure anormale ou des engorgements.

La chaudière SerpoUet est essentiellement inexplosible, puisqu'elle ne renferme aucune réserve d'eau ni de vapeur. Aussi l'Administration des mines autorise-t-elle pour ce générateur la suppression des appareils de sûreté ordinaires et n'impose-t-elle que rinstallation d'une soupape placée sur le tuyau de refoulement de la pompe alimentaire. (Décision ministérielle spéciale du 24 octobre 1888.)

MM. SerpoUet étudient un nouvel appareil qui se compose d'un collecteur d'eau et d'un collecteur de vapeur de très petit diamètre, entre lesquels sont interposés une série de tubes qui rappellent un peu ceux de la chaudière Field, mais dans lesquels le vide annulaire serait capillaire.

On ne peut prévoir, dès à présent, l'avenir réservé à ces chaudières dont les applications ont été jusqu*ici limitées à la production de très petites forces.

728. La plupart des chaudières à vaporisation rapide et à foyer extérieur que l'on construit aujourd'hui se composent, en principe, d'un faisceau de tubes bouilleurs communiquants, groupés en séries et parcourus par l'eau à vaporiser. Le faisceau se raccorde, d'une part, avec un distributeur d'eau d'alimentation, et, d'autre part, avec un réservoir de vapeur.

Ces deux récipients sont, de plus, reliés directement l'un à l'autre au moyen d'un tube de section convenable par lequel descendent au distributeur inférieur l'eau entraînée par la va-

76 CIlAUDIÊREâ A VAPEUR.

peur et souvent même Tëau d'alimentation de la chaudière.

728. Chaudière BelleviUe. — Après des essais poursuivis depuis i8do avec une grande persévérance, M. BelleviUe est arrivé à constituer une chaudière renfermant un volume d'eau très minime et qui a servi de point de départ à toute une série particulière de générateurs qui rendent les plus grands services. On peut dire de cette chaudière qu'elle est le type des générateurs inexplosibles.

La chaudière BelleviUe (fig 4o8 et 409) est essentiellement formée d'un faisceau tubulaire vaporisateur composé de serpentins verticaux identiques, juxtaposés, communiquant tous, à leur base, avec un collecteur distributeur d'eau d'alimentation, et, à leur sommet, avec un collecteur épurateur ou réservoir cylindrique, dans lequel la vapeur s'emmagasine et se dépouille d'une notable partie de l'eau qu'elle a pu entraîner.

A la suite de ce réservoir on installe souvent un sécheur ou surchauffeur de vapeur. Le collecteur distributeur et le cylindre supérieur sont encore reliés l'un à l'autre par un tuyau extérieur au bas duquel se trouve un récipient nommé déjecteur destiné à recueillir les dépôts boueux que fournit l'eau d'alimentation. La chaudière comporte en outre quelques appareils spéciaux indispensables pour assurer son bon fonctionnement.

L'ensemble des serpentins composant le faisceau tubulaire est placé au-dessus d'un foyer, et le tout est disposé dans une enveloppe en fer et en briques. Les différents serpentins verticaux ne communiquent les uns avec les autres que par les collecteurs inférieur et supérieur, et constituent autant d'éléments générateurs de vapeur distincts dont le nombre peut varier à volonté suivant la puissance dont on a besoin. Le raccordement entre les serpentins et les collecteurs s'effectue à l'aide d'une bague à double cône pénétrant dans les deux pièces à relier, qu'il suffit de serrer énergiquement l'une contre l'autre pour obtenir un joint d'une étanchéilé complète.

Les tubes d'un même serpentin sont disposés dans deux plans verticaux parallèles espacés de quelques centimètres et sont

réunis enlre eux, deux à deus, alleraativement à l'avant et à I arrière par des boites de raccordement. De plus, ils sont légèrement inclinés (environ 5 centimëtres par mètre) successivemenl en sens inverse de manière à établir une pente continue depuis le collecteur inférieur jusqu'au réservoir supérieur. Pour permettre le nettoyage intérieur des tubes on a ménagé, dan! les boites de communication d'avant et dans l'axe de cba-

Fig. 408.

Gun d'eux, une ouverture de 0,068 de diamètre. Celte ouverture est fermée par un tampon fixé par un boulon à ancre en acier qui s'enlève et se remet en place facilement. Les boites de raccordement sont en fonte malléable; les tubes sont assemblés au moyen d'un joint à vis enduit de mastic gras et garni d'un contre-écrou {fig. 408).

La grille du foyer s'étend sous toute la base du faisceau tubulaire. Elle est formée de barreaux minces en fer, de 0,100 de

78 CEIAUDIËRES A VAPEUR.

tiauleur, ondulés et juslaposés de manière à laisEier enlre eux des vides en forme d'hexagones très allongés.

Cette disposition a pour but d'assurer une égale réparlilioD de l'air sur toute la surface de la grille, de réduire la quantité de menus charbons qui la traversent sans èlre utilisés et d'empêcher l'adhérence des mâchefers.

Le foyer est ordinairement pourvu d'une soufflerie à vapeur destinée à brasser les gaz et à obtenir une meilleure combustion.

Les parois latérales du foyer et de l'enveloppe ainsi que celles du fourneau sont censtruites en briques. Au-dessus, la chaudière est recouverte d'une double enveloppe en tôle ' cintrée, garnie de sable oud'escarbilles. L'avant du fourneau est en tôle ; il reçoîtune grande porte à deux battants à double , paroi qu'on ouvre pour mettre

le faisceau tubulaire à découvert. Les portes du foyer sont également composées de deux feuilles de fôle séparées par une couche isolante ; enfin à la partie inférieure se trouve la porte du cendrier, mobile surun axe horizontal passant par son milieu. En faisant varier son inclinaison, on peut régler l'arrivée de l'air nécessaire à la combustion. Les boites de communication n'étant pas jointives, une partie des gaz de la combustion peut tendre à se glisser par leurs intervalles et gagner directement la cheminée sans être utilisée. Pour s'opposer à cet effet fâcheux, on dispose sur la face interne de la porte antérieure, el contre la paroi postérieure du massif en maçonnerie, des cornières formant chicanes.

Le combustible en ignilion chauffe par rayonnement les rangées inférieures des tubes et les gaz de la combustion s'élèvent à travers le faisceau tubulaire ; pour empêcher leur départ direct, on a disposé, à hauteur convenable, des cloisons en tôle placées sur les tubes et laissant aliernativement des passages à Tavantet à Tarrière, de sorte que les gaz sont forcés de parcourir plusieurs fois la longueur du fourneau avant d'arriver à Torifice d'échappement ménagé dans le haut du mur d'arrière. Cet orifice est muni d'un registre pour régler le tirage et donne accès aux gaz dans un carneau vertical descendant qui les conduit à la cheminée.

L'eau d'alimentation, après s'être chauffée dans le collecteur épurateur et purifiée dans un récipient déjecteur, comme nous l'expliquons plus loin, pénètre dans le collecteur d'alimentation placé à la base du faisceau tubulaire. Ce collecteur, en fer forgé, est rectangulaire et aune section de o,i25 sur o, i35. Il occupe toute la largeur du fourneau et distribue l'eau au moyen de petits tubes de o,od de diamètre, qui débouchent chacun dans la boite formant la base du serpentin vertical correspondant.

L'eau monte dans chaque serpentin en parcourant successivement les différentes spires, se transforme progressivement en vapeur qui occupe environ la moitié supérieure du faisceau et se dégage dans le collecteur épurateur où elle se réunit à la vapeur produite simultanément dans les autres serpentins.

Ce collecteur de vapeur est disposé d'une façon toute particulière ; c'est un cylindre en tôle de o"*,do de diamètre environ, placé sur l'avant et en haut du fourneau dont il occupe toute la largeur. La vapeur venant des serpentins pénètre dans le collecteur, audessous d'une cloison formée d'une feuille de tôle rivée suivant une génératrice du cylindre, à l'intérieur duquel elle s'étend d'abord horizontalement, puis se replie de manière à laisser un espace annulaire par lequel passe la vapeur, avant de pénétrer dans le centre du cylindre par une série d'échancrures ménagées sur les bords de la tôle. Cette disposition a pour but de séparer la vapeur de l'eau et des matières solides qu'elle peut entraîner. La prise de vapeuf se fait dans la partie centrale du collecteur au moyen d'un long tube horizontal percé de quelques orifices

de petit diamètre uniformément répartis sur sa longueur. Avant d'être distribuée, la vapeur passe dans un sécheur composé de tubes en fer de o"*,i25 de diamètre, réunis par des boîtes de raccordement. Ce sécheur est suspendu à la double couverture métallique du fourneau et reçoit le contact des gaz de la combustion avant leur sortie de l'appareil.

L'eau d'alimentation, injectée par une pompe, arrive à une extrémité du cylindre collecteur, frappe contre un écran métallique placé au-dessus de Torifice d'introduction, retombe en pluie et s'écoule en couche mince jusqu'à l'extrémité opposée. En passant sur la cloison dont nous avons parlée elle prend rapidement la température à laquelle peut s'effectuer la précipitation des sels de chaux qu'elle tenait en dissolution. Ces sels mis en suspension sont entraînés à l'état de bouc et descendent dans un cylindre en tôle, de o^j^d de diamètre et de i mètre de long, appelé déjecteur et placé sur le côté du fourneau.

En raison de la grande section relative de cet appareil, l'eau en y pénétrant perd beaucoup de sa vitesse et les impuretés en suspension peuvent tomber au fond d'où on les extrait journellement par un robinet de vidange. Ainsi purifiée l'eau arrive au distributeur d'alimentation placé à la base du faisceau tubulaire.

Le fonctionnement d'un générateur de vapeur à très faible volume d'eau exige l'usage de précautions particulières. Les moindres variations dans la consommation de vapeur tendent à modifier dans des proportions notables le niveau du liquide et la pression. Pour réduire le plus possible ces variations, M. Belleville a imaginé des appareils automatiques qui font, pour ainsi dire, partie intégrante de sa chaudière, à savoir : un régulateur d'alimentation et un régulateur de tirage. Le premier de ces appareils se compose d'un flotteur placé dans un récipient mis en communication avec le haut et avec le bas de la chaudière et portant, sur le côté, un indicateur de niveau à tube de verre. Le flotteur est attaché à l'une des extrémités d'une pièce horizontale mobile sur un couteau et qui, par son autre extrémité, commande, au moyen d'une came, une tige passant dans un presseétoupc et fixée à un levier. Ce dernier actionne à l'un de ses

bouts la tige d'une soupape et porte à Vautre un ressort et un contre-poids.

Lorsque le niveau descend dans la caisse à flotteur^ celui-ci entraîne le levier, et par suite agit sur la soupape, qui, en s' abaissant, ouvre plus de. passage à l'eau d'alimentation ; le niveau normal tend donc toujours à se rétablir.

Le régulateur automatique de tirage a pour but de régler l'activité de la combustion, afm de maintenir la pression sensiblement constante dans le générateur; il agit pour cela sur le registre placé à rorifîce de sortie des gaz de la combustion. Il se compose d'un cylindre en fonte dans lequel est suspendu un ressort formé d'un certain nombre de disques tronc-coniques très aplatis, en acier, posés les uns sur les autres et appuyés alternativement sur la petite base et sur la grande avec interposition d'une rondelle en caoutchouc.

L'ensemble est serré contre le haut du cylindre par une tige renflée à l'extérieur qui vient agir sur le bras d'un levier dont Textrémité commande l'axe du registre. L'intérieur du cylindre dans lequel plonge le ressort est plein d'eau, et communique avec la prise de vapeur de la chaudière. Lorsque la pression varie, les ressorts fléchissent et la tige qui les réunit fait manœuvrer le levier et le registre.

La chaudière Belleville est très répandue et reçoit, .de plus en plus, de nombreuses et importantes applications. Deux groupes importants de chaudières Belleville ont fonctionné pendant la durée de l'Exposition Universelle de Paris, en 1889.

730. Chaudière Du Temple. — La surface de chauffe de ce générateur (fig. 4io, 4ii) ost formée par un très grand nombre de tubes en acier de i3 millimètres de diamètre intérieur, repliés sur eux-mêmes en forme de serpentins plats.

Ces tubes sont disposés en séries transversales régulièrement espacées, composées chacune de deux serpentins semblables, maïs ne se recouvrant pas en projection verticale. L'ensemble des serpentins constitue deux faisceaux symétriques par rapport à Taxe du générateur qui établissent, dans l'intérieur du fourneaU; me communication sinueuse entre chacun des deux dis- Seb. n. — 6

tributeurs d'eau d'alimentation, placés en bas le long du foyer et le collecteur de vapeur logé au-dessus des tubes suivant la ligne médiane du fourneau. Deux tubes de retour, d'un diamètre suffisant, placés extérieurement, ramènent l'eau du collecteur dans les distributeurs d'alimentation.

L'enveloppe de la chaudière est en métal ; elle est garnie intérieurement de briques réfractaires sur la hauteur totale du foyer, qui occupe tout l'espace vide sous les deux faisceaux

Fig. 4 10.

Fig. 4 II.

tabulaires. Les gaz de la combustion circulent autour des serpentins pour se rendre à la cheminée.

Lorsqu'on chauffe les faisceaux tubulaires, l'eau contenue dans les tubes tend à se vaporiser et il se forme un mélange d'eau et de vapeur qui monte dans le collecteur supérieur où la vapeur se sépare et s'accumule au-dessus du liquide. Celui-ci redescend par les deux gros tubes extérieurs de retour, passe dans les distributeurs et rentre dans les serpentins. La différence de densité des colonnes liquides, à l'intérieur et à l'extérieur du fourneau, crée une circulation d'autant plus active que le feu est plus intense. La prise de vapeur se trouve à la partie haute du dôme qui surmonte le collecteur.

Les tubes serpentins sont fixés à leurs extrémités dans des viroles coniques en bronze, filetées et pourvues d'un écrou. Les distributeurs et le collecteur supérieur sont percés de trous coniques dans lesquels s'engagent les cônes des viroles, et le joint est obtenu par le serrage des écrous. Le contact des deux parois

métalliques bien dressées suffit pour assurer Tétanchéité sans qu il soit utile d'interposer aucune garniture et la disposition adoptée pour ces joints permet d'opérer assez rapidement le remplacement d'un serpentin quelconque.

Dans certaines chaudières Du Temple on intercale de nouveaux tubes serpentins dans les intervalles qui séparent les séries normales. Lorsqu'on a recours à ce moyen pour augmenter la surface de chauffe qui, au besoin, peut être ainsi doublée sans augmenter le volume occupé par la chaudière, on a soin de disposer les nouvelles séries de manière que leurs spires se projettent verticalement un peu en contre-bas des premières, afin qu'elles soient également exposées au contact de la flamme.

En raison du petit diamètre des tubes qui la composent, la chaudière Du Temple doit être alimentée avec de l'eau très pure; aussi est-elle surtout employée à bord des bateaux pourvus de condenseurs à surface. Toutefois, les matières grasses que contient dans ce cas l'eau d'alimentation amènent rapidement la destruction des faisceaux tubulaires ; cet inconvénient est d'ailleurs commun à toutes les chaudières qu'on alimente avec ces eaux de condensation.

731. Chaudière Root. — Dans cette chaudière, le corps vaporisateur est constitué par un certain nombre d'éléments interchangeables, tous composés d'un tube en fer pourvu d'une boite en fonte à chacune de ses extrémités (fig. 4'^-4i3).

Ces éléments sont disposés dans une série de plans parallèles formant un certain nombre d'étages superposés et présentant, de l'avant vers l'arrièretdu fourneau, une pente de i sur 3. Les boites en fonte sont juxtaposées, mais, pour le passage des gaz de la combustion, il reste toujours un intervalle entre les différents tubes. Ceux-ci sont d'ailleurs croisés de façon que ceux d'un étage couvrent les espaces libres de l'étage immédiatement inférieur. Cette disposition en quinconce a pour but de rejeter latéralement les courants ascendants divisés des gaz chauds et de rendre plus parfait leur contact avec la surface de chauffe. Les boites en fonte dans lesquelles sont engagées les

extrémités de chaque tube permettent, par l'intermédiaire de pièces creuses de jonction, de le faire communiquer avec l'élément correspondant de l'étage supérieur et de l'étage inférieur, de ma-

nière à établir sur toute la hauteur du générateur deux séries de canaux en zigzag, l'une à l'avant, l'autre à l'arrière, reliant les tubes de même parité. Le nombre total de ces canaux de com-

Fig. 4-3.

munication est toujours double du nombre des tubes constituant un étage du faisceau tubulaire. Ce dernier communique à l'arrière avec un distributeur d'eau d'alimentation et à l'avant avec un collecteur de vapeur.

Le foyer est placé directement au-dessous de Fétage inférieur des tubes dont il a sensiblement la largeur ; la longueur de la grille est à peu près la moitié de celle des tubes. Les gaz de la combustion s'élèvent dans les intervalles libres autour des éléments et sont renvoyés successivement vers Tavant et vers l'arrière du fourneau au moyen de cloisons formées de plaques en fonte reposant sur les tubes d'un même étage, qui sont ainsi recouverts sur les trois quarts environ' de leur longueur. En haut du fourneau, les gaz s'échappent par un créneau transversal débouchant dans un carneau qui les conduit à la cheminée.

Les tubes des éléments sont en fer et soudés à recouvrement. Ils ont, en général, 9 pieds anglais (^'"^70) de longueur, mais sont parfois plus longs. Leur diamètre n'est pas toujours constant dans une même chaudière; il est souvent de 4 pouces (0,100) pour les rangées du bas et de 5 pouces (0,1 25) pour celles du haut.

Les boîtes en fonte d'extrémités sont rectangulaires et rabotées sur les tranches; elles ont ordinairement 7 pouces et demi (0,187) de largeur et 8 pouces (0,200) de hauteur. Ces bottes s'appliquent exactement les unes sur les autres et sont disposées de manière à former les parois d'avant et d'arrière du fourneau. Chaque boite est percée, sur sa face extérieure, de deux orifices circulaires pratiqués l'un au-dessus de l'autre.

Les pièces creuses en fonte, munies de quatre oreilles extérieures et placées obliquement, servent à relier : i"* à Tarrière, le collecteur d'alimentation d'eau et chacun des éléments de la rangée inférieure ; t."* à Tavant et à l'arrière, les éléments superposés ayant même numéro d'ordre dans chaque étage; 3*^ à Favant, les divers éléments de la rangée supérieure et le réservoir de vapeur. Il reste en bas, à l'avant de la chaudière, et en haut, à l'arrière, une ligne de trous sans emploi; on les ferme par des bouchons en fonte.

Les joints se faisaient primitivement avec des rondelles de

caoutchouc ayant en moyenne 9 millimètres d'épaisseur et logées

dans une rainure annulaire. Aujourd'hui on emploie le joint

ii-conique mis en vogue par M. de Naeyer. Les chapeaux sont

8d CHAUDIÈRES A VAPEUR.

maintenus par quatre boulons à tète en forme de T traversant leurs oreilles et qui sont accrochés dans des entailles venues de fonte dans les bottes d'extrémités des éléments. Le serrage s'obtient au moyen d'écrous qu'on visse sur les boulons.

Les deux parois latérales du fourneau sont formées de murs en briques sur lesquels s'appuie, au-dessus de la chaudière, un plancher en fer et briques, recouvert d'une couche de sable ou de cendres.

La disjposition en quinconce des éléments laisse sur les faces d'avant et d'arrière du générateur, et pour chaque rangée de tubes, un certain vide entre la dernière boîte d'un étage et la paroi en maçonnerie. Ces vides et ceux qu'on voit sur la figure 413 (élévation) entre deux boîtes consécutives d'un même étage sont fermés par des tampons mobiles à volonté ; on peut donc assez facilement visiter l'extérieur des tubes et débarrasser leur surface de la suie et des cendres qui la recouvrent. Ce nettoyage se fait au moyen d'un jet de vapeur amenée par un tuyau de caoutchouc garni d'une spirale en métal qui le renforce.

Pour enlever les incrustations, on démonte les chapeaux établissant la communication entre les tubes, l'intérieur des éléments est ainsi mis à découvert. Le même démontage suffit pour permettre d'enlever un élément et de le remplacer.

L'eau d'alimentation est introduite à l'arrière de la chaudière dans un collecteur communiquant avec la boite arrière de chacun des tubes de l'étage inférieur. L'eau monte dans les divers canaux sinueux, pénètre dans les tubes, et, & mesure qu'elle se réduit en vapeur, gagne la partie haute des éléments ; de là, elle passe directement au sommet de la chaudière en suivant la ligne brisée formée par les boites de raccordement qui relient à l'avant lès tubes correspondants.

Le courant de vapeur pour se dégager n'est pas obligé, comme dans la chaudière Belleville, de suivre successivement dans toute leur longueur, les tubes communiquants superposés. La vapeur produite ne parcourt jamais plus que la longueur d'un tube pour arriver dans le canal qui la conduit au collecteur de vapeur.

Le niveau de l'eau est maintenu aux deux tiers environ de la hauteur totale du faisceau vaporisateur et les tubes supérieurs servent de chambre de vapeur; ils communiquent avec un réservoir de vapeur de 12 pouces (o",3o) de diamètre, placé en haut du fourneau dont il occupe toute la largeur.

Des robinets placés à la base du collecteur d'alimentation servent pour la vidange et permettent également de purger de temps en temps la chaudière pour la débarrasser des matières salines en suspension.

Ce type de chaudière, tel que nous venons de le décrire, donne lieu, dans certains cas, à des entraînements d'eau considérables. Pour atténuer cet inconvénient, on peut adapter à chacune des boîtes de réunion d'avant, reliant les éléments des deux étages supérieurs, un tube d'une certaine longueur qui pénètre dans l'élément correspondant du haut, de manière à forcer la vapeur à descendre d'abord par l'intérieur du tube auxiliaire et à remonter ensuite à l'extérieur pour se rendre au collecteur.

Une autre disposition, qui peut même compléter la précédente, consiste à placer, à la sortie du réservoir de vapeur, un séparateur à cloisons successives qui retient l'eau entraînée.

Dans ces derniers temps, la chaudière Root a été pourvue de dispositions complémentaires. On a ajouté, au-dessus du faisceau vaporisateur, deux corps cylindriques superposés et formant réservoir de vapeur; le corps inférieur est partiellement rempli d'eau. De cette façon les tubes de la chaudière sont entièrement baignés par le liquide, ce qui rend leur surface totale de chauffe plus effective. Quelquefois, pour obtenir ce même résultat, on n'installe qu'un seul corps cylindrique au lieu de deux ; la première disposition paraît préférable dans tous les cas.

En outre, on a établi à la partie supérieure sous le ciel du fourneau, un réchauffeur formé par une série de tubes parallèles horizontaux, perpendiculaires à ceux du faisceau vaporisateur. Les conduites d'alimentation sont disposées de telle sorte que l'on puisse à volonté, par un simple jeu de robinets, empêcher l'eau de passer par cet appareil, en cas d'accident ou pour toute autre cause.

732. Chaudière de Naeyer. — Ayant journelleinenl besoin d'une grande quantité de vapeur à pression très élevée (i4 à i5 kilogr.) et vivement préoccupé du nombre et de la gravité des accidents qui résultent de l'explosion des chaudières à grand volume d'eau, M. de Naeyer s'est appliqué à créer un type de générateur composé de tubes bouilleurs de petit diamètre et ne renfermant qu'une faible quantité de liquide. Après divers perfectionnements, il est arrivé à établir l'appareil que nous allons décrire et dont les applications ont rapidement pris une extension très considérable.

Le générateur de Naeyer (fig. 4i4> 4i5i, 4^6) comporte un faisceau tubulaire relié d'une part à un distributeur d'eau d'alimentation, placé au bas et à l'arrière du fourneau et, d'autre part, à un collecteur transversal disposé à l'avant et qui débouche dans un cylindre longitudinal formant le réservoir de vapeur. Ce dernier est un peu plus long que le faisceau tubulaire et se trouve mis en relation avec le distributeur d'alimentation par deux gros tuyaux descendant de chaque côté, à l'arrière du fourneau.

Le faisceau tubulaire est constitué par la juxtaposition de plusieurs séries verticales, indépendantes et toutes semblables, composées chacune d'éléments tubulaires amovibles, identiques et par suite interchangeables, qui présentent de l'avant vers l'arrière une pente de o^'jso par mètre.

Chaque élément de série est formé de deux tubes parallèles, de mêmes dimensions, placés côte à côte et mis en communication à chacune de leurs extrémités par une caisse rectangulaire dans laquelle ils sont fixés. Cette caisse est pourvue sur sa face libre de deux orifices percés dans le prolongement des tubes et alésés en forme de tronc de cône. Ces ouvertures reçoivent les communications qui servent au passage de l'eau et de la vapeur; de plus, elles permettent d'accéder au besoin à l'intérieur des tubes.

Les éléments d'une même série sont superposés l'un à l'autre et disposés en quinconce. Ils communiquent entre eux par des chapeaux ou boîtes de réunion, alternativement penchés à gauche et à droite, reliant deux à deux les caisses fixées à Textrémité des tubes et formant ainsi, comme dans la chaudière Root, deux

CBikUDIËElES A FAIBLE VOLUME D'EAU ET A VAPORISATION RAPIDE. 89

caninj en zigzag, l'un à l'avant, l'autre k l'arrière; mais avec celle différence toutefois, que dans le générateur de Naeyer (chaque canal sert pour deux lignes do tubes. On peut donc com-

parer une série verticale d'éléments de Naeyer, munie de ses boites de réunion à un serpentin allongé dont toutes les spires communiquent entre elles à leurs deux extrémités. Un certain

nombre de ces serpentins juxtaposés constituent le faisceau vaporisateur de la chaudière.

Chacune des séries de ce faisceau est reliée à sa partie inférieure, au distributeur d'eau d'alimentation et, à son sommet, au collecteur de vapeur, qui est disposé à Tavant du fourneau et se raccorde au réservoir général de vapeur par une tubulure de grande section*

Les tubes composant les éléments vaporisateurs ont généralement 120 millimètres de diamètre et leur longueur peut varier de 3 à 5 mètres. A partir de 3°,5o et au delà, les tubes de chaque élément sont munis, en un point déterminé de leur longueur, de pièces rectangulaires métalliques ayant même largeur et même hauteur que les caisses d'extrémité. Ces pièces viennent se superposer ou s'accoler, et lorsque les éléments sont en place, forment une cloison transversale derrière laquelle les gaz du foyer, après avoir parcouru, en montant, la partie antérieure du faisceau tubulaire, doivent descendre pour se rendre à la cheminée. La partie postérieure des éléments est ainsi utilisée comme réchauffeur. On comprend qu'il soit possible d'installer, de la même façon, plusieurs cloisons ou chicanes transversales obligeant les gaz à monter et descendre un certain nombre de fois avant de quitter la chaudière. Ces dispositions de chicanes se retrouvent également dans d'autres types de générateurs multitubulaires.

On peut faire varier les dimensions des tubes, le nombre des séries et celui des éléments qui composent ces dernières, et modifier ainsi à volonté la puissance des chaudières.

La fabrication des éléments comporte des soins particuliers. Les deux tubes de chaque élément sont d'abord assemblés à joint conique dans les caisses rectangulaires qui les réunissent, et ce, à l'aide d'une pression de 80 kilogr. par cmq. Ils sont ensuite mandrinés, et leurs extrémités sont rabattues de manière à former un bourrelet qui consolide l'assemblage. Ils sont alors essayés à une pression hydraulique de 4o kilogr.

Les caisses sont rabotées sur leurs tranches et viennent s'appliquer exactement l'une contre l'autre en formant, par leur rapprochement, les parois d'avant et d'arrière des fourneaux. Les

joints des caisses et des boites de réunion (fig. 4i6) sont effectvés au moyen de bagues à double cône qui pénètrent, à joints précis, dans les pièces à assembler.

Le serrage des différentes parties, dont dépend Tétanchéité du joint est produit par des boulons dont la tète en forme de T est retenue dans une rainure pratiquée dans les faces extérieures des caisses des éléments. Chaque boulon traverse une arcade dont les extrémités viennent presser sur les deux bottes de réunion voisines. Les joints sont obtenus par le contact direct de surfaces métalliques coniques, sans interposition d'aucun mastic. Ils tendeùt à se resserrer d'eux-mêmes à chaud, puisque le boulon de serrage reste relativement froid tandis que les bagues et chapeaux se dilatent sous l'action de la température élevée du liquide qui les traverse. Les joints peuvent être démontés et remontés à volonté sans donner lieu à des fuites ; il faut seulement prendre soin de ne pas gripper les surfaces en contact. Chaque chapeau de réunion est maintenu par deux arcades, ce qui augmente la sécurité; en outre, les portes d'avant et d'arrière du fourneau servent d'écrans qui, en cas d'accident, arrêteraient toute pièce venant à être projetée.

Nous avons vu, sur une chaudière de Naeyer en pression, les boites de réunion des éléments rester en place après l'enlèvement des boulons qui les maintenaient; il fallait recourir à l'emploi d'un levier pour les arracher. L'eau était alors projetée, sans explosion, par les ouvertures ainsi dégagées, et la vapeur s'échappait ensuite. Cette expérience a été plusieurs fois répétée et les résultats ont toujours été aussi concluants.

A l'avant et au bas du faisceau tubulaire, l'orifice de gauche n'étant pas utile à la communication des éléments entre eux, on le ferme par un bouchon simple avec bague k joints coniques.

La grille du foyer a généralement deux mètres de longueur, sa largeur est égale à celle du faisceau tubulaire.

Les parois latérales du fourneau sont en maçonnerie et pourvues des portes nécessaires au nettoyage extérieur des tubes. La disposition en quinconce des divers éléments oblige les gaz du foyer à contourner les tubes. En outre, les chicanes placées entre

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ceux-ci, forcent les gaz à circuler alternativement vers l'arrière et vers Tavant du faisceau tubulaire avant de quitter la chaudière. De plus, dans les appareils à longs tubes et à chicanes verticales, leâ gaz chauds montent et descendent alternativement pour franchir ces obstacles et se rendre à la cheminée.

L'alimentation de la chaudière de Naeyer s'effectue dans le réservoir de vapeur^ lequel se trouve en partie rempli d'eau ; il est pourvu d une poche spéciale rivée contre sa paroi inférieure et non représentée sur la figure. Cette cavité est destinée à recueillir les dépôts boueux résultant de ce que l'alimentation est directement faite dans le réservoir de vapeur. L'eau d'alimentation circule d'abord dans un tube plongé dans le liquide du réservoir et chauffé par celui-ci. Elle vient ensuite se déverser au débouché du tuyau d'amenée de la vapeur produite dans le faisceau tubulaire. Son échauffement se complète, et lorsqu'elle vient se mélanger avec le liquide à haute température contenu dans le réservoir de vapeur, elle abandonne les matières salines qu'elle tenait en dissolution. Celles-ci, entraînées par l'eau qui se rend au collecteur d'alimentalion, se rassemblent dans la poche inférieure d'où on les extrait, de temps à autre, par la manœuvre d'un robinet.

Le niveau de l'eau est maintenu à mi-hauleur du cylindre supérieur. Il en résulte que les tubes sont entièrement remplis d'eau, ce qui tend à assurer leur conservation et présente certains avantages au point de vue de la puissance de vaporisation, de la stabilité et de la régularité de production de vapeur. L'eau chaude, en grande partie débarrassée de ses impuretés, descend dans le distributeur d'alimentation par les deux tuyaux latéraux qui mettent celui-ci en communication avec le réservoir supérieur. Elle remonte dans le canal d'arrière de chaque série d'éléments et se distribue à la fois dans tous les tubes, qu'elle parcourt en se vaporisant. La vapeur produite et l'eau qui l'accompagne se rendent dans les canaux d'avant, passent dans le collecteur transversal et finalement rentrent dans le corps cylindrique supérieur.

Il est facile de voir, d'après la disposition même de la chaudière, que la vapeur formée en un point quelconque peut se

rendre directement au collecteur sans avoir à parcourir successivement les différents tubes et que, de plus, pour aller du réservoir au collecteur en passant par le faisceau tubulaire, lo par* cours eiFcctué a toujours sensiblement la même longueur, quel que soit le chemin suivi. La prise de vapeur s'effectue sur le d6ine qui surmonte la chambre de vapeur.

L'enlèvement des incrustations qui se sont déposées à Tintérieur des tubes s'opère en démontant les joints des bottes de réunion. Les deux extrémités des éléments étant alors complètement dégagées, on peut passer dans les tubes un grattoir à fourcbe dont les deux branches forment ressort, et dont les extrémités recourbées d'équerre sont taillées en biseau. On lave ensuite avec une lance à eau..

Le nettoyage extérieur se fait à Taide d'un jet de vapeur qui entraîne les dépôts de suie. La lance à vapeur est introduite soit par des portes latérales ménagées à cet effet, soit par les vides triangulaires existant entre les éléments voisins, dont les arêtes supérieures ont été coupées en chanfrein.

Si Ton a besoin de remplacer un élément quelconque, la substitution s'opère très rapidement. Il suffit de démonter les pièces de jonction de Télément intéressé et de soulever légèrement les caisses d'extrémité voisines; on peut alors très facilement sortir l'élément à changer et en glisser un autre à la place.

Dans certains cas, pour répondre aux exigences administratives concernant la capacité des chaudières, suivant leur emplacement et la pression normale de la vapeur qu'elles fournissent, on est amené à réduire le plus possible le réservoir de vapeur. On le dispose alors transversalement, et on conserve le niveau de l'eau aux deux tiers environ de la hauteur du faisceau tubulaire, mesurée à l'avant de la chaudière.

On place sous le ciel du fourneau deux étages de tubes surchauffeurs que le règlement autorise à ne pas compter dans le calcul de la capacité du générateur. D'ordinaire, les surchauffeurs sont établis de telle façon que la vapeur circule successivemeat dans un certain nombre de tubes disposés en serpentins et pénètre ensuite dans la conduite générale de distribution.

Les chaudières de Naeyer ont» depuis leur apparition, reçu de très nombreuses applications dans les diverses branches de l'industrie. Un groupe très important de ces chaudières a fonctionné pendant toute la durée de l'Exposition Universelle de 1889.

733. Nous avons représenté dans la coupe longitudinale de la chaudière (fig. 4i4) un foyer spécial du système Hemnann et Cohen, également applicable d^ailleurs à d'autres types de générateurs.

Ce foyer, à alimentation continue, se charge par une trémie; son fonctionnement repose sur les principes suivants :

i"" Distillation préalable du charbon et mélange de Tair et des produits de la distillation.

2"" Combustion immédiate des éléments gazeux au fur et à mesure de leur production.

3*" Enfin, combustion du coke, résidu de la distillation du combustible.

Le foyer comprend deux grilles inclinées mobiles, se faisant suite, et une petite grille de pied, servant au décrassage pendant la marche, lorsque les foyers fonctionnent nuit et jour en permanence. Cette petite grille n'est pas utile pour les services intermittents. Pour l'allumage du feu, la plus grande des deux grilles inclinées peut être rabattue et placée presque horizontalement; en outre, des dispositions spéciales permettent, par un déplacement relatif des barreaux, de détacher les mâchefers.

La distillation s'opère sur la grille supérieure dont les barreaux sont coudés. Les gaz arrivent dans une chambre comprise entre la couche de combustible et une voûte réfractaire protégeant le métal de la chaudière et se mélangent avec une quantité d'air déterminée, appelée par l'effet du tirage. Ainsi préparés ils s'enflamment au contact des charbons incandescents sur lesquels ils passent et brûlent dans le foyer.

Le coke provenant de la distillation du combustible descend sur la grille inférieure, soit par son propre poids, soit sous l'action du mouvement d'oscillation que le chauffeur imprime de temps en temps à la grille supérieure, à l'aide d'un levier à maip. Une cloigon spéciale, disposée entre les deux grilles inclinées, permet

de régler différemment, et suivant les besoins, le volume d'air qui passe à travers chacune des grilles.

Ce foyer, quoique de construction assez récente, a déjà reçu maintes applications. Il permet, en effet, d'utiliser des combusiibles menus qu'on peut se procurer relativement à bas prix ; il présente les avantages de Talimentation continue, de la fumivorite et de plus sa conduite est facile. L'introduction d'air à travers les grilles peut être réglée indépendamment pour chacune d'elles. Le combustible en ignition se trouve éloigné du métal de la chaudière, ce qui constitue une garantie précieuse pour la conservation des parties qui étaient exposées au coup de feu, lorsqu'on se servait des grilles ordinaires.

734. La chaudière Lagosse et Bouché difl%re peu du générateur de Naeyer, cependant elle présente certaines particularités intéressantes. Il y a deux collecteurs de vapeur et le faisceau tubulaire est divisé en deux parties parallèles et superposées. Celles-ci sont séparées à l'avant par le premier collecteur en communication directe avec celui qui surmonte le faisceau tubulaire, de sorte que la vapeur formée dans les éléments inférieurs se rend au réservoir de vapeur sans passer par les boites de réunion des éléments supérieurs. De même il y a à l'arrière deux distributeurs d'eau d'alimentation. Ces dispositions facilitent le dégagement de la vapeur produite dans le faisceau tubulaire et sont favorables à l'alimentation des éléments. Un réchauffeur est placé sur le côté du fourneau, et en contrebas d'un sécheur ou surchauffeur que traverse la vapeur avant d'être utilisée.