PARALLÉLOGRAMME ARTICULE

eu dessous du piston , par des soupapes qui se trouvent fixées dans les chambres G et K , ces chambres elles-mêmes étant mises aheraativement en communication avec la vapeur, par le tuyau à vapeur I, et avec le condenseur, par le tuyau de décharge J. La vapeur arrive de la chaudière A lu chambre supérieure G . par un tuyau transversal , et a la chambre inférieure K , par le tuyau vertical I. Lorsque le piston est nu haut du cylindre, la chambre G doit être mise en communication avec le tuyau de vapeur, et la chambre inférieure K, avec le tuyau de décharge ; puis , le volant M est tourné à la main d’un huitième de tour, ou plus, dans le sens suivant lequel on veut produire le mouvement ; alors la vapeur qui se trouve dans le cylindre, au dessous du piston, étant condensée, le piston s’abaisse sous la pression de la vapeur qui est au dessus, entraînant avec lui l'extrémité correspondante du balancier qq. L’autre extrémité du balancier s’élève en même temps avec la bielle h. La roue planétaire i étant fixée à la bielle de manière à ne pouvoir tourner sur son axe comme centre unique, et scs dents étant engagées dans celles de la roue centrale j , la première de ces deux roues prendra un double mouvement de rotation sur elle-même et de translation autour de la roue centrale , à laquelle elle imprimera un mouvement de rotation , ainsi qu’au volant M , qui est fixé sur le même arbre. Ijorsquc le piston descend, un système d'encliquetage perfectionne, et dont nous donnerons plus loin la description , ouvre et ferme les soupapes, de manière à mettre lu partie supérieure du cylindre en communication avec le condenseur, et la partie Inférieure avec le tuyau de vapeur. Le piston se relève alors; l'extrémité opposée du balancier s'abaisse avec la bielle h , et le double mouvement de rotation et de translation de la roue planétaire se continue dans le sens qui lui a été imprimé tout d’abord.

Dans les premières machines a double effet construites par Watt , le mouvement était communiqué de la tige du piston au balancier par le moyen d'une crémaillère dont les dents s’engrenaient sur celles d’un secteur circulaire formant la tête du balancier. Ce système présentait de grands inconvénients, les dents ayant leurs points de contact sur des faces opposées et agissant en sens contraire à chaque coup , ce qui occasionnait des chocs répétés et donnait lieu à des ébranlements et à des réparations continuelles. Pour remédier à ces inconvénieuts , Watt chercha uu moyen de lier la lige du piston à l'extrémité du balancier par une combinaison de leviers, dont un point, se trouvant sur la tige du piston, décrivait sensiblement uue ligne droite. C’est à cette ingénieuse combinaison que l’on donne le nom de parallélogramme articulé. Watt prit une patente, eu 178-1 , pour cette nouvelle découverte et quelques autres perfectionnements. Ce fut sa quatrième patente. Il avait pris la première pour la condensation de la vapeur dans un vaisseau séparé; la seconde, pour la production du mouvement de rotation, et la troisième, pour le travail de la vapeur par expansion , et pour la machine A double effet.

Sa quatrième patente fait en outre mention d'une nouvelle machine à rotation que l’on pourrait , avec assez de justesse, nommer une turbine à vapeur. Un vase à vapeur, ayant la forme d'un flacon ordinaire, est disposé , de manière à pouvoir tourner, sur un pivot. Ce flacon est divisé par un diaphragme vertical en deux compartiments. Chaque compartiment peut être mis alternativement en communication avec la vapeur par une soupape adaptée au goulot ; et il est muni en outre, au fond, d’un clapet qui s’ouvre de dehors en dedans. Le flacon étant plongé entièrement dans l’eau jusqu'au goulot , il est clair que l'eau remplira les deux compartiments , en s’introduisant par les clapets du fond. Si alors on laisse entrer la vapeur dans l'un des deux compartiments , par la soupape du goulot, cette vapeur exercera une pression sur l’eau qui s’y trouve et la forcera À sortir par une ouverture disposée convenablement, A la partie inférieure , pour faire tourner par réaction le vase sur son pivot. I)ês que l’eau est expulsée de l’un des compartiments , l’autre compartiment est mis en communication avec la vapeur qui agit de la même manière que dans le premier ; et , comme ce premier compartimeut n’est plus eu communication avec la vapeur, la pression exercée par cette vapeur disparaît , et l’eau remonte par le clapet du fond pour remplir de nouveau le premier compartiment. Le mouvement de rotatiou peut ainsi se continuer indéfiniment.

La découverte que Watt mentionne ensuite dans cette patente est celle du parallélogramme articule ,

iH

HISTOIRE DE LA MACHINE A VAPEUR

dont nous voyons une première application ayb,c (flg. 19), dans la machine, a roue planétaire, des moulins d'Albion, que nous avons décrite un peu plus haut. Soient AB et C D (fit*. 20 , deux leviers situés

l*un au dessus de l’autre, dans le mémo plan vertical, et reliés entre eux par la t nngle R l). Si ces deux leviers, tournant autour des points A et C, comme centres, viennent h prendre les positions A b, Cd , indiquées par les lignes ponctuées, la tringle, qui les relie à articulation , prendra In position bd, et le point E , dans ce mouvement , aura décrit une ligne sensiblement droite de E en e. SI donc on suppose que A B soit l’un des bras du balancier d’une machine , et que le point E soit fixé sur la tige du piston , cette tige pourra se mouvoir suivant une ligne presque droite, tout en faisant décrire un secteur circulaire nu bras du balancier.

Cette première variété du parallélogramme articulé n’est appliquée que fort rarement. Mais, dans In même spécification, se trouve la description d'un parallélogramme articulé composé, que l’on emploie presque universellement aujourd’hui dons ies machines de terre à balancier. A R désigne, comme dans la flg. 20, le bras du balancier, dont le centre est eu A; BE est In tringle principale, qui relie la tige du piston F

avec l’extrémité du balancier, et G D est une seconde tringle pour la tige de la pompe à air. Les tiges CI) et El) sont celles qui produisent le parallélisme des mouvements. Cl) n’est mobile qu’autour de son centre fixe C ; mais E D peut tourner autour de son centre D , qui se ment lui-même suivant l’arc décrit par l’extrémité du rayon CD. Par suite de ce double mouvement , la ligne décrite par le point K se trouve être une ligne sensiblement droite. Ainsi, dans le mouvement du balancier, de À B en A b, les lignes C D, E I), auront pris les positions C d, cd; et le point F10. 21. — Parmlléiogmnrac articula composé. | aura décrit une ligne droite de E en e.

Après avoir donné In description du parallélogramme articulé, Watt expose, dans sa spécification , une méthode pour appliquer aux marteaux de forges et aux marteaux a pilons l’action directe de la vapeur. Cette découverte vient d’être revendiquée par M. Nasmyth , de Pntricroft, et il est remarquable que tous les jours on annonce de nouvelles inventions, qui se trouvent décrites en entier dons les spécifications de Watt.

Lorsque l’on commença à appliquer les machines à vapeur au travail des manufactures, il fallut avoir recours à des expédients nouveaux pour rendre les mouvements de ces puissants moteurs lK*au-

REGULATEUR A FORCE CENTRIFUGE.

coup plus réguliers que dans les travaux d'épuisement des mines. Dans ses machines à simple effet , Watt se servait ordinairement, pour modifier la vitesse du pistou, d'une Boupape a vapeur, dite soupape n gorge; et, lorsque la régularité du mouvement n était pas d’une grande importance, il suffisait de régler a la main le degré d’ouverture de cette soupape , suivant les besoins. l.a ligure 33 représente les détails de ce genre de soupape. AA est le siège de la soupape; Z, la soupape elle -même, tournant avec une tringle qui la traverse suivant un diamètre; a a et le tuyau a vapeur, et «p le lev ier de la tringle,

«fui sert a ouvrir plus ou moins la soupape. On peut, comme nous l'avons dit, dans certains cas, manoeuvrer a la main le levier te; mais, dans les manufactures , en général , et surtout dans les filatures de coton , U est d'une extrême importance que la mardi» de la machine soit parfaitement régulière. Ce résultat nr pouvait évidemment s'obtenir qu'a laide de quelque procédé mécanique, mis en jeu par la machiue eUe-méme, pour faire disparaître, autant que possible, toutes les irrégularités qui viendraient à se manifester dans sa marche. Watt parvint a réaliser cette amélioration importante avec tout le degré de perfection désirable, au moveti de l'application du régulateur à force centrifuge, ou pendule conique, au règlement de la soupape à gorge. Le régulateur avait déjà été employé, d'uue manière grossière, pour régler !« marche des moulins a vent; mais, dans sa forme actuelle, ce régulateur est entièrement une création du génie de Watt, et, depuis qu'il est sorti de ses mains, il n'a reçu aucun perfectionnement réel.

Nous voyons dans la figure 19, qui représente la machine à roue planétaire de Watt, la première application du legulateur a force centrifuge. Dans celte figure, »’ désigné le régulateur, et X le

Flfl. 22. — Soupape â gorge.

Fio. Î3 — Application du régulateur à força centrifoga au réglemant de la «oupape à gorgt.

levier par lequel son action sc transmet à l’appareil de la soupape. La figure 33 donne, d'ailleurs, d’une manière complète, tous les détails de cet ingénieux mécanisme. Les diverses parties de In soupape a gorge, dans cette figure, sont désignées par les mêmes lettres que dans la figure SI. Ainsi , A A est le siège de la soupape 0 gorge, et Z la soupape elle-même, tournant avec une tige qui

HISTOIRE DE LA MACHINE A V APEUR

la traverse diamétralement; « est le tuyau a vapeur; tr, le levier de In soupape , qui est mis eu Jeu par In tige ou bielle II, correspondant au régulateur; DD est Taxe du régulateur. Cet axe reçoit un mouvement de rotation d’une corde sans fin qui s’enroule sur la poulie rf, et sur une autre poulie fixée a l'arbre de la machine. E,E sont des boules u l’extrémité de leviers on bras, qui se croisent en e, comme une paire de ciseaux. Lorsque l'axe DD est mis en mouvement de rotation, les boules E,E s’eu écartent en vertu de l’action de la force centrifuge. Par suite de ce mouvement , et au moyen des liaisons articulées fj, h, h, la douille, dam laquelle se trouve saisie l’extrémité F du levier FH, s’abaisse en glissant le long de l’axe; et, «mime ce levier tourne autour de son centre G, l’autre extrémité H est soulevée, ainsi que la tige ou bielle qui lui est adaptée. Cette bielle soulève ainsi la manivelle w de la soupape, qui sc ferme plus ou moins, suivant le degré d'écartement des deux boules. On reconnaît aisément que le mouvement de rotation, imprimé a l’axe du pendule conique, sera d'autant plus rapide que la vitesse de la machine sera plus considérable, et qu’nimi , les boules du régulateur, en s'écartant davantage, diminueront d'autant plus l'ouverture de la soupape à gorge, et, par suite, le passage delà vapeur.

I-es machines établies par Boulton et Watt , aux moulins d'Albion, vers l'année 1785, réalisèrent tous les perfectionnements que nous venons d'énumérer, et l'on peut dire que ces machines sont les types d’après lesquels les machines à vapeur de terre ont été construites jusqu'à présent. Le système des roues centrales et planétaires a bien été remplacé, il est vrai, dans les machines modernes, par le système moins «impliqué d’une simple manivelle; le haluncier en bois a fait place au balancier eu fonte ; l'appareil des soupapes a été aussi modifié ; on peut même ajouter que eet appareil fonctionne d une manière plus parfaite, à cause de la substitution des tiroirs aux tiges à taquets ; mais, bien que la machine a v apeur soit devenue plus élégante depuis qu’elle a reçu ces modifications, elle n’a pas été rendue beaucoup plus efficace, et les machines des moulins d'Albion n'ont été surpassées que de bien peu pur les meilleures machines modernes, fonctionnant avec le même degré d'expansion.

L'appareil à soupapes, appliqué aux machines des moulins d’Aibion, appareil qui était le plus généralement employé, à cette époque, par Boulton et Watt, mérite d’être décrit ; a (ici est le tuyau u vapeur communiquant avec les compartiments /; et r, nu dessus des soupapes à vapeur; g g est le tuyau de déchargé partant des compartiments h et », en dessous des soupapes de décharge. Les chambres c et /'sont toujours en communication avec le cylindre, et elles sont mises alternativement en rapport avec les compartiments a vapeur et de décharge, au moyen de soupapes disposées à cet effet.

Dans lu ligure telle qu’elle est représentée, la soupape supérieure, qui doune passage a la vapeur, ainsi <pie la soupape Inférieure, par laquelle elle s’échappe, sont toutes deux ouvertes, de sorte que le piston se trouve nécessairement dans sa course descendante. Z est la soupape a gorge ; U, ta tige a taquets; 2 et 3 sont les saillies ou taquets, qui communiquent le mouvement au levier x, place sur l’arbre u. C’est au moyen de ce levier que la soupape de décharge supérieure et la soupape inférieure sont, en même temps, ouvertes et fermées par l’intermédiaire des tiges ou bielles 13 et 14. 1-a manivelle r, placée sur l’arbre t, est mise en mouvement par des taquets disposes sur l’autre face de la tige a taquets, que l’on voit à peine sur la ligure. Cette manivelle ouvre et ferme, à des intervalles convenables, la soupape a vapeur supérieure et la soupape de décharge inférieure, au moven des tiges 10 et 1 1 . Les soupapes sont maintenues fermées par des poids suspendus aux tiges 4 et 15, qui agissent au moyen de petits leviers sur les arbres t et «, et qui tendent ainsi à comprimer les soupapes dans leur siège, a la manière d'une gâchette*.

* Le» lige» 4 et 15, disposées telle» qu’elle» sont *ur U figure, tendraient, miu l'action des j»ids qu'elle» *up portent , » ouvrir toute* les soupape», bien loin de le» tenir fermée», comme il cet dit ci-de*»ua. Il est présumable que le dessin est inexact, et que le» tige» 4 et 15 ont été transposée» Il suffirait, en effet , de supposer que le tigr 45, dnn* U