l +log

Tous calculs, faits^ ce travail = 88,64 kilogramtnètres. Soit, pour les quatre cylindrées qui correspondent à un tour des roues :

354,56 kilograrara êtres.

D'autre part, nous trouvons successivement, dans Thypo thèse deTair sec à 5»"ii* et à 100^, se détendant adiabatiquement : Travail absolu sous tension constante, pour une cylindrée :

0'»*,00372 . 0,3 . 516G5 = 57,66 kiiogrammètres.

Travail résistant de la contrepression pondant toute la course :■

Cr», 00372 . 10333 = 38,44 kilogrammètres.

Le travail absolu à détente adiabatique sera déterminé par

ià méthode ordinaire :

T /V'\Mi 37 3*» /]0\Mi

m = I y- 1 qui donne dans ce cas -^ == I -^ I ;

<foii T' ^ 227",7 degrés absolus,

La baisse de température serait donc de 373 — 227,7 = 145%3.

Le volume d'air sec à 5*^^^- et à 100* centigrades qui a subi cette détente, est de 0™\00niG, et le volume de l^'^'- d'air, ^s les mêmes conditions, est de

4(i CHAPITRE SIXIÈME.

xl X ?4i-=0-».21123.

1,293187 "^ 5 273 Le poids d'air soumis à la détente est donc de

et la chaleur qu^il a perdue, de

0>^»-,00528 . 0<î*ï-,1682 . 146^3 — 0,129 calorie, correspondant à un travail de 0,129 . 425 « 54>^"*-,825.

Dans l'évaluation du travail à détente isothermique, nous avons trouvé 88 ^^'"•,64 pour travail effectif à pression pleine et à détonto, déduction faite du travail résistant de contrepression qui est do 3Q*'™-,44 comme dans le cas de détente adiabatique. Cola porto le travail absolu total, à 88,64 + 38,44= 127>^,08, ot lo travail absolu, à détente isothermique seulement, à 127>'n»-,08 — 57 «^«^ee -= 69'^«>-,42,

on observant que le travail à pression constante est le même ilaiia loa deux hypothèses.

Nous admettrons donc, d'après la règle posée précédemment, que lo travail absolu, à détente adiabatique, de Pair naturô ilo vapeur à 100* est égal à la moyenne des valeurs oorrospoiubintos à la détente isothermique et à la détente ailialmtiquo de Tair supposé sec.

(\» travail moyen sera de

y\ vr- [^^ii — ^ 62ï''n-,122,

ol lo travail offootif d*uuo cylindrée, de

i%7»^'»',tî|î '} i\2M2 — 3S,44 - 81>^«>-,34.

SoU, pour loH quatn^ oyiiudréos qui correspondent à chaque tour do nniOM, n:\%.îUî kilogrannnètn^s.

'loi Honut. titNs appivximntiYomont, le travail produit pour olu^uo ohouuu do >»iîO (vinvuru par la voiture automobile, H\ Viwv ooiupnmo avait, à Padmission, une tension de 5*"°- et uao toiuporatuiv do 100" conti^raden. abstraction faite des lO'.iïitauoo» passivo» do touto naturt^ parmi lesquelles il faut

MACiONES A AIR COMPRIMÉ.

oompter rexcédant de lacontreprcssioo des pistons sur la tension atmosphérique extérieure, dont nous n'avons pas tenu compte. DVprès des expériences faite& sur la résistance qu'opposent au mourement de ces voitures, les voies ordinaires de tramways, cette résistance varierait de 10*^"* à 12''"- par tonne transportée en chemin horizontal, poids du véhicule compris, et dans ces conditions, la voiture de M. Mékarski pesant 8 tonnes lorsqu'elle porte 30 voyageurs, fournit une course de 10 à 12 kilomètres, avec rapprovisionnement d'air comprimé ^ que nous nous avons indiqué.

Si l'on admet un effort mojeo de 11^^^* par tonne, chaque ^totir des roues, ou chaque avancement de 2'",20f correspondra jia travail utilisé de

gi . iiku. , 2%20 = 193,6 kilograînmètres,

[et nous venons de voir que le travail produit par Fair compripour la même période, s^élevait à 325,36 kilogrammètres.

L'effet utile ne serait donc de

= 0,5D5 du travail pro-

îi25,36

duit, et les 0,405 de ce travail seraient consommés par toutes les résistances passives propres à Tappareil moteur.

Cette perte est un peu plus considérable que celles qui ont été constatées jusqu'aujourd'hui dans tous les appareils à \apeur ou à air comprimé qui ont été attentivement examinés, et comme les machines de M. Mékarski ont été construites par dliabiles mécaniciens, la conséquence qui résulte des calculs précédents, est que Pair comprimé n'y possède pas continuellement la tension de 5^*"^' à l'admission ; une pression moyenne totale de 4*^"**, 5 à 5"^^- doit suffire à tous les besoins de la fraction, quelle que soit la part raisonnable que Ton veuille faire aux résistances passives et au refroidissement extérieur, et si la tension de 5*^"^* a été constatée dans la chambre du régulateur, elle a certainement subi une certaine diminution entre cette capacité et les cylindres moteurs*

D*aatre part, la tige du piston tient aussi une place dans les cylindres et diminue d'une certaine quantité , le volume d'adr à Tadoù&sion de Tun des côtés de ce piston.

Dans le service régulier de cette machine, le chemin par-

cotira présente toujours des rampes plus oa moms fortes, tantôt dans le sens du mouvement, tantôt en sens contraire, et la tension de Tair à l^admission est loin d'être constante; le mécanicieo doit la régler et la proportionner^ à chaque instant, à la résistance qui s'oppose au mouvement du véhicule, à Taide du régulateur ; de sorte qu'il ne faut considérer les résultats précédents que comme des moyennes approximatives.

Quant à la température qui peut exister dana les cylindres à la fin de la détente, on peut l'apprécier par Texamen du tableau ( A ) que nous avons rappelé ci - dessus. D'après ce tableau, de Tair à 6*^^-, saturé de vapeur à 100*, possède encore quand il est détendu adiabatiquement jusqu'à 5 fois son volume initial, une température de 45% 5 centigrades. Il n'y a donc, dans les appareils de M. Mékarski, aucune congélation à redouter pendant réchappement de l'air, quelle que soit la part que Ton veuille attribuer au refroidissement par transmissiou de chaleur à l'air extérieur-

Pour se rendre compte des conditions économiques de fonctionnement de cet appareili on peut observer que, pour un trajet moyen de 11,288 kilomètres, la dépense d'air comprimé à 30^^"^* est d'environ SG'^"-,?^ d'après nos calculs et dans lea conditions adoptées. La dépense par kilomètre est donc de

ft6 76

*-^ ^ 7^**',C36, et comme la charge transportée est de 8 ll/2b8

tonnes, la dépense par tonne transportée à 1 kilomètre, s'élèvô à 0^*S901 d'air.

M. Mékarski donne comme dépense pratique moyenne en terrain horizontal, 1^^^' d'air comprimé, pa,r tonne transportée à 1 kilomètre. La vitesse de transport peut varier entre des limites fort écartées ; on a souvent atteint la vitesse de 25 kilomètres par heure.

En calculant, à Taide des règles posées précédemment, lo travail à dépenser pour comprimer jusqu'à 30 atmosphères^ la quantité d'air nécessaire au fonctionnement de cette machine et en admettant que la machine à vapeur qui met ea mouvement les compresseurs, consomme 1,5 à 2*^^^' de houille par cheval et par heure, on peut avoir une idée approximative

MACHINES A AIR COMPRIME

da prix de revient des transports ainsi effectués. Il est bien eateado qu'à ce prix direct, il faudrait ajouter l'intérêt et l'amortissement du capital affecté à Tentreprise et les salaires du personnel qui devrait y être attaché.

Cette machine qui, évidemment, consomme beaucoup plus de combustible qu'une machine à vapeur pour un travail détemûé, présente cependant sur celle-ci d'assez nombreux avantages pour le genre d'applicaHou quo M. Mékarski % adopté.

I l' Le régulateur et la haute tension de l'air dans les réser- Bpfoirï mettent à la disposition du mécanicien conducteur de la B^oiture, une tension qui n'a de limite supérieure que celle qui P eatiste dans les réservoirs et il peut, presque instantanément, obtenir celle dont il a besoin en agissant sur le volant du régulateur. Cet avantage a une grande valeur sur les tramways à pentes plus ou moins fortes.

2* Au point de vue de la sécurité, Tappareil à air com* P^mét même en cas d'explosion, est sans danger pour les Voyageurs. Les cylindres réservoirs ont un petit diamètre (Cl*,50) et sont fabriqués en tôle d'acier de 0™,00S d'épais- ^ ^ur donnant toute sécurité contre les ruptures; mais, pour H coûfitater les résultats d'une rupture, on a laissé tomber sur un de ces cylindres réservoirs, un corps dur ^arni d'une pointe, d« la hauteur de 6°*,82 ; ce corps pesant 275*^"- a crevé le cybndre, et l'air s'en est échappé en produisant le bruit d*une ^re explosion, mais sans projection d'éclats, et des planches déposées à proximité du cylindre n'ont pas même été déplacées. Cette différence entre les résultats d'une explosion de réservoir d*4ir comprimé et d'une explosion de chaudière à vapeur qui pîtkluit des effets si désastreux, provient de ce que, dans la ruptare d'une chaudière à vapeur, il se dégage non seulement laTa|>eur déjà formée qui occupait la partie supérieure de la ^'badière, mais encore une énorme quantité d'autre vapeur 91U66 forme instantanément aux dépen^i de la chaleur emmagiainée dans le liquide au-dessus de la température 100** ; de telle façon qu'immédiatement après la rupture, ce qu il reste <i*etu de la chaudière est ramené à 100'^, le surplus de la cha-

CHAl'ITRE SIXIEME*

leur contenue daDs cette cbaudiure ayant servi à vaporiser toute Teau qui a disparu. Rien de pareil ne se produit dans une rupture de réservoir d'air comprimé ; il n'y a qu'un échappement très rapide de Tair par Touverture qui s'est faite dans la paroi du réservoir où la tension baisse très rapidement. Il faudrait que les réservoirs eussent une très grande capacité pour que cet échappement pût oflrir quelques inconvénients. 3° Cette voiture s'arrête très vite sous Faction d'un frein à air comprimé qui trouve sur place la force motrice dont il a besoin ; 6 à 7 secondes en marche ordinaire, 8 secondes à grande vitesse, suffisent. La mise en mouvement s'effectue avec la même facilité*

4° Elle est exempte des tourbillons de fumée et de vapeurs qui se dégagent des locomotives à vapeur et qui gênent les voyaireurs et les personnes qui se trouvent à proximité, et lorsque la détente y est poussée jusqu'à ce que Pair n'ait plus qu'un léger excédant de tension sur Tatraosphère extérieure, réchappement se fait avec très peu de bruit. Cette condition est importante pour la circulation dans les rues des villes.

5° Le renouvellement de Tair comprimé dans les réservoirs et de l'eau chaude dans la bouillotte, se font avec la plus grande facilité. Pour renouveler rapprovisionnemeiit de l'air, on met tout simplement les réservoirs de la voiture en communication avec un grand réservoir alimenté par le compresseur. Ces réservoirs d'alimentation se placent aux extrémités de la ligne parcourue, quand la longueur de celle-ci ne dépasse pas lia 12 kilomètres. Pour des distances plus grandes, il faut un ou plusieurs réservoirs intermédiaires. Pour des distances de 5 à G kilomètres, un seul réservoir à une extrémité de la ligne suffit- Pou r renouveler Teau chaude, on se contente de faire pénétrer dans la bouillotte, un jet de vapeur à haute pression ; celle-ci s'y condense, relève la température et remplace Peau consommée dans le voyage.

Pendant la marche de la voiture automobile, on ne met pas tous les petits réservoirs en communication les uns avec les autres ; on en isole quelques-uns qui conservent de Pair à la tension initiale pendant la majeure partie du parcours. L'air

MACHINES A AIR COMPRIMÉ

qu ils contiennent est utilisé lorsqu'il se présente une résistance anormale à surmonter, comme une très forte rampe; pnis il

Isert encore à remettre la voiture eu mouvement après les arrêt», dans la dernière partie du parcours total. ■ Les compresseurs employés par M. Mékarski pour compriperTair jusqu'à la tensioii de 25 à 30 atmosphères, sont tous construits sur le même type, mais leurs dimensions varient* Dhûs tous, Tair est comprimé en deux opérations successives et, après avoir subi une première compression, séjourne dans un réservoir pour se refroidir avant d'être soumis à la ^ detiïième compression complémentaire.

H Les pistons compresseurs fonctionnent à simple effet dans ks deux cylindres successifs, sont placés sur un même axe torizoûtal, reçoivent le mouvement de la même manivelle qui est placée du côté du plus grand et, pour régulariser le travail àii compression, le grand piston comprime Tair pris à la pres&ioQ atmosphérique pendant que le petit aspire Fair du ré>6rvoir intermédiaire. Dans ces conditions, la résistance cor* ro^poudurite à la première compression so manifeste pendant une course et la résistance correspondante à la compression complémentaire se manifeste pendant la course suivante.

Le premier cylindre compresseur est tout ouvert d'un coté ; Je second est fermé des deux côtés et l'un de ces côtés est en communication continuelle avec le réservoir intermédiaire, tandis que l'autre communique avec ce réservoir par une soupape d'aspiration qui se ferme pendant la période de eom pression complémentaire. Par cette disposition du second cylindre compresseur, les fuites qui peuvent se manifester entre sa garniture et les parois contre lesquelles elle glisse, ne constituent pas une perte totale du travail appliqué à la compression de Tair qui s'échappe ; celui-ci retourne simplement au réservoir intermédiaire pour y être repris dans l'une des aspirations suivantes. De plus, on régularise ainsi davantage le travail résistant des courses successives dont Tune, celle qui correspond à la compression finale de l'air, consommerait

5â «IHA^rrBLS

1 9&B 2» zcmnsS, fK Jsicre^ s le pedi pîstiMi était.

Le eôoé «fa peoK cvimire ^sHnaen à îk fpir mkm ûmàle de r^r ec •»£ Mc% «m^ «nocpe f Mpi nwi s«r le lésemnr

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cylindrev se ptednît à Faîde dn procédé dlajectioa dean qne mms aTons dêcrît à peopoa dn eonqiree* sear de MM. Dabots et François. Le ^rand q^iindie reçoit cette ean par an tnjan qai part de la partie la pins liasse dn résemnr intera^diaire et le petit la reçoit par an ta jaa qni part de la partie înCérîenre dn rêserroir final. Lligcction, dans ces OMiditkms , te tronTe sospendae pendant les périodes dlntrodnction de Fair dans diacon des rèserroirs et die est la pios aetiTe qne possible pendant les pmodes d'aspiration dans les deux cylindres compresseurs ; ce n'est pas, comme noos TaTons dit, la façon la plos rationnelle de reffectner, mais c^est la pins simple et la moins sojette i dérangement.

Chacon des toyanz destinés à Tinjection d^ean porte un robinet spécial pour déTerser Feau au-dehors h»sque Ton reut suspendre cette injection, ce qui a lieu spécialement pour le petit cylindre lorsqu'il ne comprime pas Pair jusqu'à une tension très élsTée et que tout l'appareil est construit sur une petite échelle bu fonctionne à petite Titesse.

Dans ce mode de compression de Pair en deux opérations, la tension qui s'établit dans le réservoir intermédiaire pendant la marche normale de l'appareil, est dépendante du rapport qui existe entre les volumes engendrés par les deux pistons. Il est éfident, en effet, que pour faire tenir dans le volume engendré par le petit piston, la quantité d'air qne le grand

MACHINES A AIR COMPRIMÉ

piston vient d*aspirer sous la tension atraospliériqne, il faut que cette quantité d*air ait été amenée par la corapression au Tolume qu'elle doit occuper dans le petit cylindre. Si la température dans le réservoir intermédiaire était égale à la température extérieure, la tension normale dans le réservoir, en atmosphères, serait représentée par le rapport du volume engendré par le grand piston an volume engendré par le petit.

Si la température était plus élevée dans le réservoir que dans Tatmosphère extérieure, la dilatation dans ce réservoir obligerait la tension à s'y élever un peu plus haut, pour que Fair puisé dans fatmosplitre en une course, trouvât place dans le petit cylindre. La tension normale dans ce réservoir intermédiaire, a donc pour valeur mînima, le rapport des capacités utiles des deux cylindres, et s*êlève d'autant plus au-dessus de cette valeur minima que la température y est plus haute relativement à la température extérieure.

Quant à la tension dans le dernier réservoir, elle n'a, théoriquement au inoinSi d'autres limites que la puissance de la machine motrice et la solidité des organes de tout l'appareil. Elle n'est réglée, pendant la marche ordinaire, que par le débit de ce réservoir. Quaud celoi-ci débite plus d'air comprimé qu'il n'en reçoit, la tension baisse ; quand il en débite moins, elle s'élève ; quaud il en débite la même quantité, elle devient moyennement constante. Dans tous les cas, la période d'expulsion de l'air comprimé par le petit piston, ne commence que lorsque sa tension est devenue un peu supérieure à celltï qui existe dans le réservoir final.

Lors de la mise en train d'un semblable appareil, il convient dd mettre les deux réservoirs en communication jusqu'à ce que Tair ait acquis la tension qui doit se maintenir, en marche normale, dans le réservoir intermédiaire. On évite ainsi le passage inutile de la totalité de l'air puisé dans l'atmosphère, à travers le petit cylindre.

Voici les dimensions principales ainsi que les principaux effets obtenus d'un de ces compresseurs Mékarski, qui sont toujours construits avec beaucoup de soin et de précision.

Course commune aux deux pistons , • . O^^^S

Diamètre du grand 0",3S

Diamètre du petit 0",17 ■

Diamètre de la lige du grand , . . . 0",12 La tige du petit a O^^'^OGS de diamètre, mais comme elle ne

traverse pas la partie du cylindre dans lequel fi effectue la |

compression, elle nVst point prise en considération dans la

valeur des volumes engendrés.

Volume engendre par le gi*and piston^ déduction faite du

Tolume occupé par sa tige 0™',047

Volume engendré par le petit piston. . . 0™\0105 Volume d^air aspiré par le grand piston, à la |

tension atmosphérique, après déduction de toutes

les pertes (résultat d'expériences).

Valeur des pertes d*air 0,047 — 0,042 = Pertes comparativement au volume théorique,

Tension de lair dans le réservoir iotermédiaire^

0"*' 042 en atmosphères» . , * n„,s-li7^i la température étant

supposée constante 4aiiii.

La manivelle qui transmet le mouvement aux deux pistons, fait habituellement 50 révolutions par minute; de sorte que le volume d*air comprimé à 30 atmosphères, dans Thypothèse

QUI s 42

d'une température constante, étant de — ^^ — 0"^*,0014, le

Tolume s'élève par heure à 0™%0014 X 50 x 60 = 4,2 mètres cubes.

Si cet air était sec et à la température 0% il pèserait 4"*,2 X 1»^"^293 X aO*i"ï' = Ib&'^^^J ; mais comme il est à une température moyenne supérieure k 0% et plus ou moins saturé de vapeur d eau, son poids moyen est évalué à 150''*^*, dans Tapplication. ■

Cet appareil, en marche normale, fournit donc 150^'^^ d'air comprimé à SO**'^- par heure.

La quantité moyenne d'eau injectée dans le 1" cylindre compresseur, est de 1 litre par tour de la manivelle qui transmet le mouvement au piston.

MACHINES A AIR COMPRIME

La machine motrice qui met tout rappnreil en mouvement a une puissance effective de 25 chevaux, ce qui porte le rende-

ment effectif à ^.^.^^ = G^'^* d'air comprimé jusqu^a 30 atmosphères, par cheval et par heure.

Toutes les soupapes placées sur les fonds des cylindres compresseurs sont en bronze, ont la forme d'un tronc de cône de peu de hauteur, sont appuyées sur leurs sièges par de très longs ressorts à boudin en acier trempé et sont parfaitement guidées dans leur course pour qu'il ne s'y manifeste jamais de tenAiDce à retomber obliquement sur ces sièges.

Us deux réservoirs sont cylindriques et terminés à leurs txirémités par des calottes un peu surbaissées. Ils ont, tous les deux, 0'",70 de diamètre sur une hauteur totale de 1°^,90, «ODt placés verticalement dans une fosse attenante au massif qui porte les compresseurs et reçoivent Tair comprimé par des tayaax qui débouchent au milieu de leur hauteur*

Le premier réservoir constitue une capacité unique, mais le second est divisé en deux compartiments par une cloison horizontale placée à 0"\45 environ de son sommet. C'est dans le ^compartiment supérieur que se fait la prise d'air comprimé» et fair venant du petit cylindre arrive dans le compartiment iflférieur. La communication entre les deux compartiments est établie par un tuyau de 0'°,22 de diamètre environ qui part ^ de la cloison et descend jusqu'à une petite distance du fond B du compartiment inférieur ; de sorte que Tair passe d un compartiment dans Tautre en remontant par ce tuyau dont la H Jongueur est d'environ l'^jOO et qui est garni du haut en bas Hde 26 disques concaves par dessous, fixés sur une forte tige en Bfer placée dans Taxe du tuyau. Ces disques équidiatants ont *120 peu moins de diamètre que le tuyau et sont destinés à retenir et à reverser dans le compartiment inférieur les gouttelettes d*eau que le courant remontant abandonne en les heurtant successivement.

L'inventeur paraît assez satisfait de ce moyen de dessécher

'air comprimé avant de l'envoyer aux machines motrices, mais

Il deviendrait inutile n le réservoir tinal avait une capacité

beaucoup plus grande et que 1 air pût y séjourner quelque temps avant d'être utilisé*

Cette faible capacité du second résen^oir ne cod vient évidemment que lorsque Tair comprimé est employé au fur et à mesure qu'il est produit. Lorsque Ton ne doit remprunter à ce second réservoir, qu'à intervalles éloignés et en grande quantité à la fois, il faut que ce réservoir ait une capacité suffisante pour que tes emprunts périodiques auxquels il est assujetti, n'y produise qu'un abaissement de tension peu considérable ; sans cela on perdrait tout le travail correspondant à la compression de Tair depuis la tension à laquelle il s*abaisaerait, jusqu'à la tension maxima qu'il possédait avant chaque emprunt.

Outre sa voiture automobile , qui était une des curiosités mécaniques de l'exposition universelle de 1878, M. Mékarski avait encore exposé d'autres applications de son système et entr autres :

Une locomotive à air comprimé destinée à remorquer des voitures ordinaires sur les tramways. Celle-ci» un peu plus puissante que la niacliine de sa voiture automobile, portait une provision d'air comprimé de 200*^*^- et sa bouillotte contenait 260 litres d'eau chaude*

Une petite locomotive pour le transport de la houille dans les galeries principales des mines. Cette locomotive était construite pour une voie de C^^GO de largeur et des galerios ayant au minimum, 1"^J0 de largeur et l'^,55 de hauteur. Le réservoir contenait 56^^'^ d'air à 30**^. et la bouillotte Tô"^''* d'eau chaude, mais celle-ci était horizontale et Tair y était envoyé par un tube horizontal percé de trous. Le diamètre des roues était de 0"™,45 et le poids total de Tappareil en charge, était de 2300 kilogrammes* L'effet utile que Ton peut tirer d'une sem^ blable machine est facile à calculer :

Dans nos mines, lorsque les voies sont bien entretenues, la résistance au mouvement des eliarriots, est d'environ ^ de leur poids, ce qui représente un effort de traction de 12'*" ,5 par tonne. Cette résistance est donc égale à 1,14 fois environ celle des voitures ordinaires sur les tramways, laquelle n'est que de

MACHINES A AIR COMPRIMÉ

|kn. environ par tonne. Or, sur les tramways^ en plan liorizontal, on transporte 1 tonne à 1 kilomètre moyennant la dépense d*uii kilogramme d'air ; avec la même dépense, on transportera donc, dans une mine, une tonne à la distance de TTÎv ^ 0,87 de kilomètre ou de 870'" environ.

Indépendamment de ses appareils à air saturé de vapeur, M. Mékarski avait encore exposé un petit appareil moteur à air comprimé pour machine à coudre. Un régulateur de pression semblable à celui que nous avons décrit, et dont le piston était commandé par une pédale placée sous le pied de Tou- Trière, permettait de varier à volonté, et presque instantané mest^ la vitesse de la machine. Ce petit appareil qui ne serait évidemment applicable que dans les lieux où une usine centrale fournirait à domicile de l'air comprimé, comme on y envoie aujourd'hui de Teau ou du gaz d'éclairage, n'était exposé que comme spécimen de roue des applications qui pourraient être faites de cette distribution de force motrice à toutes les caté- Koriem de travailleurs en chambre qui emploient aujourd'hui la force musculaire comme agent producteur de travaiL

Les applications que Ton peut faire de Vair comprimé sont innombrables, chaque jour en voit apparaître de nouvelles, et il doit cette faveur à Tentiere innocuité de son emploi en tous lieux et partout oii Femploi direct de la vapeur est impossible. Nous n'avons cité que ses explications principales, mais nous avons trouvé, en étudiant celles-ci, Toccasion d'exposer toutes le« notions théoriques importantes à Taide desquelles il sera facile de se rendre compte des conditions de son emploi dans une multitude de circonstances dont nous n'avons pas même fait mention.

I>es théories générales exposées suffisent pour construire d*ane façon clairvoyante, tous les appareils dans lesquels cet air produit du travail par développement direct de sa force élastique, mais elles sont insuffisantes pour éclairer le constructeur lorsque cet air, au lieu d'agir par sa force élastique, agit par la force vive que sa force élastique peut lui communiqaet au sortir d'un réservoir.

Beaucoup dVxpériences ont été faites sur ce mode d'emploi de lair comprimé, pour produire, par exemple, des courant» dans des lieux qu^il faut ventiler pour les assainir ; mais les

résultats obtenus sont peu satisfaisants et il y a une quantité considérable de travail qui va s'éteindre dans les tourbillon» qu'engendre ce mode d'action.

La seule utilisation bien rationnelle de la force vive d*u courant d'air, au bénéfice d'une ventilation de mines par exemple, est celle qui se trouve réalisée dans le ventilateur de M* Guibal dont nous avons exposé ailleurs la théorie complète.

Nous ne reviendrons pas sur celte question avant qu'elle ait fait assez de progrès pour offrir, au point de vue de Teffet utile que Ton p^ut ainsi recueillir de la dépense d'un certain volume d air comprimé, un véritable intérêt pratique.

Conditions économiques de remploi de Tair comprimé.

Partout où la machine à vapeur peut être appliquée directement et sans inconvénients, à Texécution d'un ouvrage quelconque, sou emploi est évidemment préférable à celui do la machine à air comprimé et, dans ces conditions, il ne serait pas plus raisonnable d'employer cette dernière, qu'il ne le serait d'élever avec la machine à vapeur, de l'eau qui servira: ensuite à faire mouvoir une roue hydraulique.

La machine à air comprimé n'est pas applicable non plu lorsque Ton n'a besoin que d'une très petite quantité de trava; qu'un ou deux hommes peuvent produire ; parce que les frai d'établissement et d'entretien des appareils et le salaire d*un ouvrier conducteur de ces appareils, absorberaient, et au-delà, tout le bénétice que l'on pourrait tirer de Temploi de Tairj comprimé abstraction laite de ses frais do production.

La question changerait de face, s'il s'agissait de mettre d petites quantités de travail à la disposition d'un pçrand nombre d'individus dispersés sur une surface qui ne serait pas trop étendue, par exemple à la disposition d'ouvriers en chambre habitant certains quartiers des grandes villes. Dans ce cas, il.

MACHINES A AIR COMPRIME

:^ssaireïnent un nombre trouvriers pour lequel les éco-

' nomies faites par chacun (Veux sur le prix du travail, lorsqu'il

est produit par un homme, peuvent suffire, en les réunissant,

pour payer tous les frais de production de Tair comprimé mis

, À leur disposition et, au-delà de ce nombre, commence la pos-

tsibilité de réaliser 'des économies effectives. On rentre alors

is les conditions de production d'une puissance plus ou

ïs considérable en air comprimé.

Supposons maintenant que Ton ait d'une manière permanente, besoin d'un travail de 20 chevaux vapeur, par exemple, dftus un lieu où l'emploi de la vapeur est impossible, comme aa fond d'une galerie de mines, dans un long tunnel en percement ou dans toute autre circonstance imposant les mêmes obligations d'éviter la viciation de Tair que Ton respire ; et milmettons encore qu'à une certaine distance de ce lieu on retrauve la possibilité d'établir une machine à vapeur. Nous mettons de côté le cas où Fon y trouverait un cours d'eau disponible^ pour nous borner à la comparaison de la machine à air comprimé à la machine à vapeur,

D est évident, d'après tout ce que nous avons dit ci-dessus des appareils compresseurs de Tair, et en faisant la part la plus lar^e possible aux pertes de toute nature, quo Fair comprimé dans un réservoir à une tension de quelques atmosphères ««•dessus de la pression atmosphérique, représentera en tra* rsdl absolu disponible, au moins 70 p. "";„ du travail dépensé pair la machine à vapeur pour le comprimer, s^i Ton a appliqué au compresseur tous les moyens connus d'amoiodrir le travail de compression.

Il est également certain qu*en employant de larges conduites, ti r«ir comprime doit être porté à une grande distance, en appUqoftnt Finjection d'eau pulvérisée pour réchauffer Fair et pousser sa détente jusqu'à la tension atmosphérique, et en prenant toutes les précautions recommandées précédemment pour recueillir le plus de travail possible d'un volume d'air délenniné, il est certain, disons-nous, que Fon peut utiliser ao moiQB 60 p. % du travail absolu disponible dans le réserfOÎT, à Faide d'une machine motrice bien construite*

Dans ces conditions, on utiliserait les 0,70 X 0,60 «* 0,42 du travail effectif de la machine à vapeur.

Or, une machine à vapeur de valeur moyenne ne consomme guère que 2,5 kilogramoies de houille par cheval et par heure* Chaque cheval vapeur effectivement produit par la machine

2 5 motrice à air comprimé, exigerait donc la dépense de ^^ =»

5,05, soit en nombre rond, 6 kilogrammes de houille par heu^ et de 60^'^' par journée de 10 heures, ■

Pour une puissance utilisable de 20 chevaux, la dépen» serait donc de 1200'^^^* de houille par jour ; a 2^''*,50 Thectolitre de houille de 90*^*^-, cette dépense évaluée en argent, s'élèverait à

kir >^ ^^^^^ = 33,33 francs.

Ce travail de 20 chevaux vapeur, s'il était fait par d©^

hommes, qui ne peuvent produire moyennement que r^ de che

val, exigerait :

12 X 20 = 240 hommes,

qui, comptés à S^**- par jour, représenteraient une dépense j< nalière de 720 francs,

Si le travail était fait par des chevaux vivants, dont chaca n'est capable de produire, en moyenne, que 50 kilogrammètre

par seconde, ou employer ;

— 0,666 de cheval vapeur, il faudrait e

Pour en avoir toujours 30 en service, il en faudrait possédi près de 40, dont Tentretien, la nourriture et ramortissemil coûteriiient approximativement 5^^- par jour ; soit une dépens journalière de 200^^-, sima compter les salaires des homme chargés de les conduire et de les soigner.

Il est évident que quelle que soit la part qu'il faille faîr< suivant les circonstances, aux frais d établissement de toi l'appareil à comprimer l'air et à utiliser Pair comprimé, à wi

MACHINES A AIR COMPRIMÉ

isd^entretien, à son amortissement, au salaire d'une couple umers nécessaires à sa conduite, son emploi présentera ijours un énorme bénéfice sur Temploi direct de Thomme, bénéfice moindre sur remploi du cheval vivant^ et que .lion directe de la vapeur, ou un moteur hydraulique cas où Ton aurait à sa disposition une chute d'eau» lit les seuls moyens de produire du travail mécanique, ^ui i seraient préférables, si les circonstances permettaient de i appliquer.

Avant de terminer cet examen de la machine à air comprilé, nous présenterons encore quelques considérations théorim relativement aux résultats que Ton peut obtenir de injection d^eau pulvérisée pendant le travail de Tair dans les cliines motrices» et à ceux que peut fournir la saturation de rtoir par de la vapeur, avant son admission dans les cylindres ioteiu*s, effectuée suivant la méthode de M. Mékarski. Supposons que deux machines à vapeur semblables, d'une ittisaance de 20 chevaux chacune, compriment dans des réseroirs, de Tair à la tension de 5*^'"- absolues, à l'aide de comssears semblables, dans lesquels on a appliqué les moyens iDDiius d'empêcher réchauffement de Tair. La température de «lui-ci, dans les réservoirs est supposée de 15^ cent., et nous omettrons qu'il possédait la même température avant sa cornïBssion.

Supposons encore que l'air de Fun des réservoirs soit appHoéàune machine motrice fonctionnant avec injection d'eau liKérisée et celui de l'autre réservoir à une machine fonctionut avec de l'air saturé de vapeur d'eau à 100", Nous néglirons les pertes de tension qui peuvent se produire entre les Iservoirs et les machines motrices, de sorte que Pair à peu sec dans une de ces machines, et l'air saturé de vapeur Pautre^ seront supposés agir sous la tension initiale de & mosphères.

irès la formule de détente isothermique, 1 mètre cube

satin, exige pour être comprimé et introduit dans le

oir, un travail de 83152"^™*, et si noua admettons, ce qui

CfLVPlTRE SIXIEME.

est possible d'après les observations présentées un peu plus haiit^ (|ue la macbÎQe à vapeur doit produire sur le pistou compresseur, 30 p. " o de travail de plus que Teffet utile, cette

macliiûe devra lui trausmettre ~-^ = 11878S^™- par mètre cïibe d'air introduit dans le réservoir.

Le nombre de mètres cabes d*air à ô^tm. ^j; à 15** introduits par les deux machines motrices, dans leurs réservoirs respectifs et par lieure, sera donc de

7b^^'' . 60' . 60" . 20<^î»'^^'^ 5400000iif"'

= 45,46 mètres eûtes.

Ce volume d'air livré à la machine motrice qui fonctionne avec injection d'eau pulvérisée^, pourra y produire à pression pleine et détente, un travail qui s'élèvera au minimum à 60 p. •»/« du travail total de chaque mètre cube emmagasiné dans le réservoir, d'après nos observations précédentes, ce travail total étant calculé d'après la loi isotlierniique et avec détente juj^ qu'à la pression atmosphérique. ^H

Chaque mètre cube fournira donc à la macliine à air, un travail de 83152'^"^' . 0,G0 -- 49891''^- ; soit pour les 45,46 mètres cubes par heure, un travail de

49891 .45,46 = 2268044"^^^ ou de ^^,...;^ ^iQ. = ®'^^ ''^^^•

Chaque mètre cube livré à la machine qui fonctionne avec air saturé à 100'' et à 5*^^^"-, u*entrera dans le mélange d'air et de vapeur que pour 4'^^"'', la vapeur à 100" complétant les 5^^""-; puis sera porté do 15* à 100^, ce qui augmentera son volume,

Ce volume deviendra alors, pour chaque mètre cube tire du réservoir, égal à

5aUn.