FOYERS A GAZ

horizontales disposées en quinconce, et ces tubes débouchent au milieu et en des points multiples du courant de gaz alin de mélanger le combustible et le comburant. Un registre avec cadran permet de régler la quantité de gaz.

Des valves mobiles, placées sur les cfltés du tuyau d'arrivée, servent de soupapes de sûreté, pour donner rapidement issue aux gaz, dans te cas où une explosion viendrait à se produire.

343. Foyers MuUer et Flchet. — Dans les foyers à gaz de MM, MuUer et Fichet, une pièce céramique réfractaire est disposée de manière à diviser les courants de gaz et d'air et à les faire arriver dans la chambre de combustion par lames minces alternées pour établir le contact du comburant et du

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combustible sur une très grande surface, et assurer la bonne combustion.

Les figures 217 et 218 représentent la disposition d'un foyer i^ gaz pour le cliaufTagc d'un four. Le gaz combustible venant du gazogène arrive par la conduite G, G, rectangulaire, ménagée dans une pièce réfractaire ; il s'échappe, de distance en distance, par des fentes verticales g,g, tandis que l'air, pénétrant latéralement des deux côtés à la fois, s'écbauffe au contact des tuyaux T, pénètre dans la pièce réfractaire par des conduites

480 nES FOYERS.

recourbées a, a et vient ainsi, en lames minces et alternées, se mélanger au gaz, dans une cheminée verticale placée au-dessus, où la combustion s'efTectue et se continue dans le four F, au contact des tuyaux et appareils renfermant les matières à traiter.

343. Les figures 219, 220 et 221 représentent une disposition un peu différente employée pour le chauffage d'une chau-

Flg. 319. Mg. aïo.

dière à. vapeur à deux bouilleurs. Le gaz combustible venant du gazogène par un tuyau vertical qu'on peut régler de section par le registre R, au moyen du volant V, pénètre au milieu du fourneau par le conduit GG et s'échappe latéralementdes deux côtés par de petites fentes recourbées g g, ménagées dans des pièces réfractaires ; il débouche dans deux conduits placés au-dessous de chaque bouilleur. L'air arrivant par deux pj „, autres conduits A A, placés sur

les deux côtés du fourneau, pénètre par les fentes a a dans les mêmes pièces réfractaires et forme une série de lames minces verticales parallèles alternées

FOYERS A GAZ. (gl

avec les lames de gaz. Le mélange se fait, la combustion s'opère et la Ûamme venant se briser sur une votite K s'écliappe latéralement par les ouvertures m,m, m,m pour se répandre dans l'espace F,F,F au contact de la surface des bouilleurs.

Les voûtes K,K ont pour but, comme nous l'avons vu plus haut, d'empêcher la Ûamme de faire chalumeau sur les bouilleurs qui pourraient être brtUés sans cette précaution.

844. Dans les maisons particulières, pour les petites chaudières de bain, on se sert souvent, comme combustible, du gaz d'éclairage qui est d'uo emploi commode et rapide. Les figures 223-223 représentent une disposition de foyer de ce genre.

A la base de la chau< dière de forme cylindrique, se trouve un

cylindre intérieur con- y^^ ^^^

centrique qui renferme le foyer F et qui est baigné par l'eau K, K, de tous les côtés; un bouilleur transversal B augmente la surface de chauffe.

Le gaz arrive par le tuyau T et se distribue par la couronne n„ ,,3, ABCD, dans une série

de tubes m, m, m analogues au brûleur Bunsen (s); il vient

brûler, mélangé d'air, au haut de chacun de ces tubes, chauffe

les parois du foyer et le bouilleur B et s'échappe par le tuyau G qui traverse verticalement la chaudière sur toute sa hauteur.

L'arrivée du gaz est réglée par le robinet R, et au moyen d'une disposition particulière qui a pour but d'éviter les explosions, il est allumé aussitôt qu'on ouvre ce robinet. A cet effet, un allumoir /, avec robinet spécial r, fait corps avec la clé du robinet R de sorte que lorsqu'on tourne celle-ci, l'allumoir/ tourne en même temps et vient projeter sa flamme au-dessus des brûleurs pour enflammer le gaz aussitôt qu'il se dégage.

845. Dans certaines applications, un appareil avec foyer peut présenter, comme encombrement, connue service, comme danger d'incendie, etc., des inconvénients qui ont fait recourir à d'autres moyens pour la production de la chaleur. C'est ainsi que pour le chauffage des compartiments de voyageurs, dans les wagons de chemins de fer, pour la traction des tramways, etc., on s'est trouvé conduit à employer des appareils, fournissant pendant un certain temps, sans avoir à entretenir la combustion dans un foyer, la chaleur nécessaire pour maintenir la température dans le compartiment ou pour produire la vapeur dépensée par le fonctionnement de la machine motrice.

Ces appareils, disposés pour mettre en réserve une certaine quantité de chaleur qui se dégage ensuite peu à peu, peuvent être désignés sous le nom général d'accumulateurs de chaleur.

346. Bouillottes à eau chaude. — Pour chauffer les wagons de chemins de fer, l'appareil le plus employé, qui parait le mieux convenir à notre climat et à nos voitures, est jusqu'à présent la chaufferette ou bouillotte mobile à eau chaude. Elle se compose d'un cylindre aplati, renfermant environ lo à la kilog. d'eau que l'on chauffe, au moyen de dispositions par-

liculières qui varient suivant les compagnies, à une température de 90 à 95° et que Ton place dans les compartiments sous les pieds des voyageurs. La chaleur, accumulée dans Teau, se dissipe peu à peu, et fournit une température convenable, surtout pour les pieds, jusqu'à ce que Teau se soit abaissée à 40*" environ, ce qui a lieu ordinairement en deux heures et demie, dans les températures moyennes de Thivcr; à ce moment la bouillotte doit être remplacée. Ce mode de chauffage, d'une intensité nécessairement décroissante, présente de nombreux inconvénients parmi lesquels le plus vivement ressenti par les voyageurs est la nécessité de remplacer les bouillottes, à des intervalles rapprochés, par suite de leur refroidissement rapide.

347. Bouillottes Ancelin. — M. Ancelin en remplissant les bouillottes avec de Tacétate de soude, substance qui passe de Tétat liquide à l'état solide vers 59", a résolu le problème de conserver la chaleur beaucoup plus longtemps. Pendant toute la durée de la solidification, la température reste constante, et la chaleur accumulée par une masse déterminée est beaucoup plus grande que par l'eau, à cause de la chaleur de fusion.

La chaleur spécifique de l'acétate de soude solide esto,32; celle de l'acétate liquide est 0,75 ; la chaleur de fusion est 94 calories.

Il résulte des calculs de M. E. Mayer, basés sur ces nombres, que I kilog. d'acétate de soude, passant de 90" à l'état liquide, à 40** à l'état solide, abandonne le nombre de calories suivant :

Par le refroidissement du liquide de 90* à 59* 3i x 0,75 = 23,20

Par la solidification à 59° 94

Parle refroidissement du solide de 59"à4o* 19X0,32= 6,08

Total de la chaleur abandonnée par kilogr. . . . 1 23,33

environ i23 calories par kilog. d'acétate de soude.

1 kilog. d'eau chaude, dans les mêmes limites de température de 90* à 4o', abandonne seulement 5o calories. Le rap-

port est-r— = 2,4b.

Chaque bouillotte en tôle pèse vide 7\ 5; elle renferme i5 kilog d'acétate et ii kilog. d'eau.

D'après cela, la chaleur abandonnée par la bouillotte d'acétate est

et celle abandonnée par l'eau

II x^o-+-7,5xo,ii X 50=591,25.

1886,25 « Le rapport est-= p-= 0,29.

Au lieu de 2^3o, la bouillotte à acétate de soude peut rester suffisamment chaude pendant huit heures environ ; c'est ce que l'expérience confirme.

ft ft £ • iMturr»

Fig. 334.

La figure 224 donne les courbes de refroidissement, la première ABGD pour la bouillotte Ancelin, la seconde pour la bouillotte à eau chaude. Les abscisses représentent les temps, les ordonnées les températures.

Il arrive parfois que l'acétate de soude, au lieu de se solidifier régulièrement à la température de 59", reste liquide bien au-dessous de cette température, et ne donne pas le dégagement de chaleur que devait produire la solidification. La courbe (fig. 225) représente la marche du refroidissement. Il est vrai qu'il suffit alors, le plus souvent, d'agiter fortement la chaufferette refroidie pour déterminer la cristallisation du sel; la température remonte immédiatement à 59^ et s'y maintient assez longtemps, mais néanmoins les voyageurs ont eu à supporter

l'inconvénient d'une bouillotte refroidie au-dessous d'une tcmpé-

Fig. 235.

rature acceptable, et le but qu'on se propose n'est pas atteint.

Pour empêcher cette surfusion qui paraît tenir soit à l'impureté de l'acétate, soit à la proportion d'eau qu'il contient, le procédé le plus efficace parait consister dans l'introduction, à l'intérieur de la bouillotte, de boulets en métal, qui par leur mouvement au milieu de la masse fondue déterminent la formation des cristaux.

Pour éviter les fuites, il faut prendre des dispositions spéciales dans la construction des chaufferettes, et ne pas les remplir complètement, afin de permettre la dilatation.

848. Locomotive Em. Lamm et Léon Franeq. — Cette locomotive se compose (Pub. ind. d'Armengaud) principalement d'un réservoir cylindrique, en tôle d'acier, plein d'eau à haute pression et de machines motrices analogues à celles des locomotives ordinaires.

Le chauffage de l'eau du réservoir RR (fig. 226) s'effectue au moyen de la vapeur provenant d'une chaudière fixe fonctionnant à i5 atmosphères, c'est-à-dire à environ 200*. La vapeur arrive dans le réservoir par le robinet B, passe par le tuyau ddj réuni par un raccord fileté au tuyau G et se répand dans la masse d'eau par une ligne de petits orifices percés sur une génératrice du tuyau m m placée au bas du réservoir. Le chauffage terminé, en quinze ou vingt minutes, on supprime la communication avec la chaudière fixe et on ferme avec un bouchon à vis.

Pour la distribution aux cylindres moteurs, la vapeur est prise, au moyen d'un robinet V, par un tube aa, au sommet du dôme K et passe dans un détendeur de vapeur D qui abaisse la pression de la vapeur au degré convenable avant de l'admettre dans les cylindres moteurs C, où elle se rend par le

Fi g. 116.

tuyau AA de fort diamètre, qui sert de réservoir de vapeur détendue. L'admission est réglée au moyen d'un petit tiroir e qui constitue, comme dans les locomotives ordinaires, le régulateur ou l'appareil de mise en marche.

Pour éviter que l'échappement de la vapeur, venant des cylindres dans l'atmosphère, ne produise du bruit, on la fait arriver, par un tuyau TTT, dans un condenseur à air JJ, formé

de tubes ouverts aux deux bouts. La vapeur condensée se rend par un petit tuyau tty dans une caisse F d'où on la reprend plus tard pour Talimentation. Si la condensation n'est pas complète, le surplus de la vapeur se dégage dans latmosphère par le tuyau E.

Pour diminuer le refroidissement du grand réservoir d'eau chaude, on l'entoure d'une tôle mince sur laquelle est appliquée directement une épaisseur de o"*,o65 de liège et de bois assemblés à rainures. On a soin de laisser une couche d'air de 55 millimètres d*épaisseur entre la tôle et le réservoir. Dans ces conditions, d'après les expériences, la perte de pression de la vapeur serait seulement de i kilogramme en quatre heures, et comme la machine peut faire 20 kilomètres à Theure, on peut parcourir d'assez longs trajets sans perte sensible.

849. Cette locomotive a été appliquée sur le tramway à vapeur de Rueil à Marly-le-Roi, dont la distance est de 10 kilomètres et où on remorque 12 tonnes avec des rampes telles qu'il faut accumuler un travail correspondant à la production de i5o kilogrammes de vapeur à 3 atmosphères. Le poids d'eau que doit contenir le réservoir se détermine comme il suit. Soit P le poids d'eau chauffé à la température t (aoo* correspondant à la pression initiale de i5 atmosphères), r la chaleur de vaporisation à cette température, 0 la température correspondant à la pression finale (i35® pour 3 atmosphères), W le poids de vapeur (soit i5o kilogrammes) correspondant au travail à produire.

Le poids d'eau qui reste dans le réservoir à la fin du trajet, quand on a dépensé le poids W de vapeur, est P — W; la chaleur qu'elle contient, à partir de o*, est (P — W) 6.

La chaleur renfermée dans l'eau au départ à /, en comptant également à partir de o*, était P/; la chaleur dépensée pour la vaporisation du poids W étant Wr, on a

P/-(P-\V)e=\Vr.

d'où on tire

Si, comme à Marly, on a W = i5o kilog. / = aoo*, 0 r = 654 à 5**, on trouve

^ 654 — 1 35 ^ rt ^ ...

P = :tz i5o=i:8X i50 = I 20o"''

Le réservoir contenant i 8oo kilogranunes, on a une marge suffisante pour les circonstances imprévues.

On voit que la locomotive à eau chaude sans foyer se trouve dans des conditions pratiques, au point de vue de Teumagasineraent de la chaleur ; le tramway auquel elle est appliquée fait un service régulier. Elle doit avoir, sur la traction par chevaux, des avantages incontestables d'économie.

850. Locomotive Honlgmann. — Dans cette locomotive, Taccumulation de la chaleur est basée sur ce fait, qu'une solution concentrée de soude, en absorbant de la vapeur d'eau, dégage de la chaleur.

D'après M. Honigmann, voici quelles seraient les températures et les pressions correspondant aux divers degrés de dissolution de soude dans l'eau.