CHAUDIÈRES A UN SEL'L CORPS

675. Les chaudières construites en Angleterre, à lepo des premières applications de la machine à vapeur, se coin saient d'une grande bassine cylindrique à fond concav montée d'une coupole hémisphérique. Elles étaient placé un fourneau en briques et de forme carrée; le fond directen au-dessus de la grille du foyer et la coupole à l'extérieur de maçonnerie.

Le chauffa^ s'effectuait exclusivement, ou à peu près, par rayonnement du combustible incandescent. Les gaz clia se rendant directement à la cheminée, les pertes de chai étaient très considérables.

Si Ton conserve la coupole hémisphérique, on ne peut ai monter la sur hier de chauffe qu'en donnant à la chaudière volume qui devient bientôt exagéré. Pour obvier à cet incont< nient, Wall et Boulton imaginèrent une disposition de chaudier cylindrique, que sa forme fit désigner sous le nom de h cfa dièrê m tombeau » en France, et sous celui de « waggoifrèoib ♦h Angleterre.

La chaudière de Wall et Boulton (fig. 363) consistait en u

cylindre en iôle, dont la directe»

curviligne était formée de trois coui hes concaves raccordées entre elh parle bas et surmontées dune dei circonférence. Le cylindre était fer à ses extrémités par des fonds plat Le foyer était placé à une exl mité du fourneau , au-dessous d corps cylindrique. Les produits \

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la combustion circulaient d sous la paroi concave inférieure, revenaient à l'avant du fou neau, par un carneau latéral, passaient de l'autre côté de

CHAUDIÈRES A GRAND VÛLl \! I- . 17

chaudière, et, de là, par un second carneau placé symétriquement au premier, ils se rendaient à la cheminée construite | Carrière du fourneau. Un registre établi dans lu conduite n> liant le fourneau à la cheminée servait à régler le tirage.

Toutes les surfaces exposées au rayonnement il 1 1 foyer ainsi qu au contact des gaz chauds affectaient une forme concave, dans tiàèa que cette courbure était favorable à l'absorption de la chaleur.

876. Pendant très longtemps celle chaudière fut employée, d'une manière à peu près exclusive, en France et en Angleterre. Mais ses parois, planes ou concaves, sont trop facilement déformates et résistent difficilement à de fortes pressions. L usage de la vapeur à baule tension se répandant de pltj feD plut, on ibord, pour utiliser les appareils existants, de les munir fc liraiïtâ transversaux et longitudinaux; mais ce mode d'arma* lure fut insuffisant, des fuites d'eau et de vapeur se produisirent Fréquemment,

Ou fui obligé de renoncer à ces générateurs et on CD arriva, parla force des choses, à faire usage de cylindres à section circulaire, indéformables sous Faction d'une pression intérieure.

Les chaudières de ce nouveau type étaient d'abord munies dêfondshémisphériques, c'est-à-dire de la forme la plus favorable à la résistance, Mais ces fonds, composés d'une série de pièces de tôle embouties et rivées, étaient d'une construction délicate; on 1*5 fait actuellement d'une seule t61e, également emboutie, dont k section suivant Taxe de la chaudière, est une anse de panier. Le foyer est placé à une extrémité du fourneau et les gaz circulent comme dans la chaudière de Watt : d'abord sous une portion de la surface inférieure, puis dans un carneau Ia*éralT et enfin, pour se rendre ù la cheminée, dans un second carneau parallèle au premier, de l'autre côté du corps cylindrique.

Les chaudières à un seul cylindre n'ont pour surface de chauffe

tpiela moitié environ de la surface totale, de sorte que, pour de

grandes puissances, ces appareils sont lourds et par suite leur

prix est élevé; de plus ils sont très encombrants, aussi a-t-on

Sw, II, — 2

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18 CÛAUDIÈRES \ Ml'EMi.

été conduit à chercher d'autres dispositions plus commodes plus économiques.

677. La chaudière ordinaire à bouilleurs (fig. 3<> se composa de trois cylindres parallèles. Le plus grand, forme li' corps principal de la chaudière, est placé au-dessus deilï autres appelés bouilleurs et dont le diamètre est mv moitié de celui du premier. Les deux bouilleurs ont leurdans an même plan horizontal ; ils sont réunis au corps

Fig. 36(.

chaudière par de larges tubulures appelées cuissards, qui lent les trois cylindres en eominuuïraliim. La vapeur forno dans les bouilleurs peut ainsi se dégager et être remplacée de l'eau venant du corps principal de la chaudière.

Le foyer extérieur dont nous avons donné les détails (n° a r>l placé h une extrémité du fourneau sous les bouillent -, | une partie reçoit le rayonnement direct du combustible iiriiilion. Les gaz de la combustion, après avoir franchi Tau circulent autour de toute la partie arrière ries bouilliiu -. contact de la totalité ou de la presque totalité de leur surfa ils reviennent vers l'avant, par un carueau latéral, en chau un quart environ du grand cylindre supérieur, passent de 1" côté du fourneau et se rendent à la cheminée par un second

neau latéral en chauffant le deuxième quart inférieur du corps cylindrique principal. La circulation générale des gaz est la même que dans la chaudière de Watt et Boulton.

La maçonnerie des carneaux latéraux vient se bloquer sur le corps cylindrique de la chaudière, à peu près à la hauteur du diamètre horizontal, de sorte que le demi-cylindre supérieur n'est pas en contact avec les gaz et n'est pas utilisé comme surface de chauffe. Ce mode de construction est imposé par l'obligation de laisser à l'abri du chauffage des gaz de la combustion toute paroi métallique dont Tune des faces n'est pas au contact de l'eau. Si on ne prenait pas cette précaution, la vapeur pourrait se surchauffer, la tôle se brûler, et il se produirait des accidents sur lesquels nous reviendrons plus loin. D'après les règlements administratifs ('), il faut laisser une distance verticale de o",o6 au moins entre la partie supérieure des carneaux et le niveau minimum de l'eau dans le générateur.

Si le diamètre des bouilleurs est moitié de celui du corps erlindrique {on s'écarte en général assez peu de ce rapport) on reconnaît facilement que la surface en contact avec les gaz et qui constitue la surface de chauffe est environ les trois quarts de la surface totale de la paroi métallique de la chaudière. En se reportant à ce qui a été dit de la chaudière formée d'un simple lube cylindrique, qui n'utilise comme surface de chauffe que la moitié de la surface totale, on voit que la disposition avec bouilleurs est plus avantageuse.

En effet, à égalité de diamètre et de longueur du corps cylindrique et pour la même surface de chauffe, les chaudières à un seul cylindre occupent sur le sol, en projection horizontale, une surface triple de celle des chaudières à deux bouilleurs. Il y a donc avantagea employer ces dernières qui permettent de diminuer l'encombrement, les dimensions du fourneau et les frais généraux d'installation. Aussi, du moins pour des appareils d'une certaine importance, ne fait-on jamais usage de générateurs à un seul cylindre. 678. Le fourneau en maçonnerie dans lequel on établit

U Vuir § XII.

les foyers et les carneaux doit rire étudié de tfaoièi

le mieux possible, le contact tics gaz avec la surface de ch réduire les pertes de chaleur. On doit le constituer d'à] principes généraux que nous avons développés (tf1 10:1 et Les deux carneaux supérieurs qui longent le corps drique de la chaudière sont séparai du rameau inférieur

i ianl les bouilleurs par un eu briques qu'on peut d de diverses manières.

Assez souvent, on roi comme le montre la BgU une voûle unique s'ap sur les deux murs lalér fourneau. Cette voûle d« peu cintrée et s'écarlei peu des parois métallique quoi, une partie notable chauds circuleraient dam lion libre sans venir au i «les bouilleurs cl san< 1rs fer d'une manière suffis»

Une disposition assez fréquemment employée esl reprt figure 363. Elle consiste en trois petites voûtes portées mors latéraux du fourneau et deux mureltes de retombée sant sur la partie supérieure de chaque bouilleur. G) rettes, de omfn d'épaisseur seulement, ne couvrent faible partie du métal, de sorte que la surface des bou presque totalement utilisée pour le chauffage,

La largeur des carneaux doit être réduite au mini mue forcer, au tan l que possible, les gaz chauds à venir au < de la surface de chauiîc. On se contente souvent de lais) intervalles de 0,08 à o,io entre les corps cylindrique! ma* nnnerie. Il conviendrait cependant de laisser un pei afin de pouvoir vérifier, de temps en tempe, lélal de; B&ps trop de difficultés,

Quelquefois, pour la simplicité de la construction

Fig. 3'Î6.

ille

22 CHACDIÊRES A VAPEUR.

rend clans le corps principal et, qu'à l'inverse, l'eau de celui-ci pénètre dans les bouilleurs pour remplacer la vapeur dégagée. Il est d'une grande importance que cette double circulation puisse se faire très librement. Si la vapeur était gênée dans son dégagement, ou si l'eau ne venait pas la remplacer facilement, certaines parties du bouilleur se trouvant en contact d'un côU avec la vapeur et de l'autre avec la flamme, risqueraient fort d'être brûlées.

En général on met deux cuissards pour chaque bouilleur; l'ai est placé au-dessus du foyer à l'endroit où la vapeur se produi en plus grande abondance, le second, qui sert au passage d< l'eau venant de la chaudière, est ordinairement rejeté vers l'auto extrémité, afin d'établir, autant que possible, une circulatioi générale dans toute la masse. Toutefois, il y a des inconvénient à ce que les cuissards soient trop éloignés l'un de l'autre. En effel par suite de la différence de dilatation des bouilleurs et d corps cylindrique inégalement chauffés, il se produit aux atta ches des cuissards des mouvements qui fatiguent les rivurcs € amènent des fuites. On préfère souvent, pour ce motif, rapproche les cuissards et les mettre sur une même virole du bouilleur.

Quand les chaudières sont très longues, pour assurer la ren trée de l'eau à l'extrémité des bouilleurs, on a quelquefois étab à l'arrière, entre leurs fonds et celui du corps cylindrique, un communication de grande section, constituée par un tuyau e cuivre de forme cintrée, qui peut subir sans inconvénient un certaine déformation.

11 convient de ne pas donner aux bouilleurs un diamètre infi rieur à om, 3o, afin qu'un ouvrier puisse pénétrer dans leur inU rieur sans trop de difficulté pour opérer la visite, le nettoyag et faire au besoin les réparations nécessaires.

Les bouilleurs, exposés à la radiation intense du foyer, soi plus sujets à la destruction que le corps cylindrique, et o est assez souvent obligé de les remplacer ou tout au moins d changer la tôle de coup de feu. A cause de la grande longueu des bouilleurs, ce travail n'est pas sans présenter quelques diffi cultes; pour le rendre plus commode, on a fait usage, en Alsac

Voici, d'après M. Wallher-Meunier, l'ingénieur en chef de l'Association alsacienne des propriétaires d'appareils à vapeur, les dimensions les plus usuelles des diverses parties constituant les chaudières d'Alsace.

Le corps cylindrique principal a d'ordinaire i",ao de diamètre, sa longueur varie de 10 à 8 mètres et quelquefois même descend à 7 mètres.

Les bouilleurs ont généralement om,6o de diamètre et leu longueur est comprise entre 1 1 et 8 mètres. Elle est habituel lement supérieure de 1 à 2 mètres à celle du corps principal Autrefois on employait, dans certains cas, trois bouilleur de omvf2 de diamètre ; quand ils sont hors d'usage, on les rem place aujourd'hui par deux de om,(io, ce qui ne change pas 1 surface de chauffe, mais facilite les nettoyages et les répa rations.

Lorsque l'on construit des chaudières de plus petites dimen sions, on donne un diamètre de im,i5 au corps principal et d o",5o à chacun des trois bouilleurs.

681. Afin d'augmenter la surface de chauffe sans accroiti l'espace occupé, on a quelquefois disposé dans le corps principe du générateur un tube cylindrique rivé sur les deux fond: Le parcours des gaz chauds est alors quelque peu modifi Après avoir circulé autour des bouilleurs, ils viennent à l'avai par le tube intérieur et retournent à l'arrière en passant à fois par les deux carneaux latéraux. Ou bien, au contraire, c fait arriver les gaz à l'avant simultanément par les deux ca neaux latéraux et ils se rendent à la cheminée par le tube int rieur. L'adjonction de ce tube a l'inconvénient de gêner l'e lèvement des incrustations.

On remplace parfois le tube intérieur par un faisceau tub laire présentant une plus grande surface de chauffe. Les g suivent le même parcours que dans le cas précédent ; mais, < traversant les tubes, ils abandonnent une plus grande pari de la chaleur qu'ils renfermaient encore.

Nous donnerons un exemple de ce générateur lorsque no étudierons les chaudières tubulaires.