Indicateur magnétique. — Indépendamment de ces deux

INDICATECK M AüNETKJL’E. 495

moyens, dont l’emploi est réglementaire, on a imagine divers appareils ; l’un des plus sûrs, des plus simples et des plus employés dans les usines, est l’indicateur magnétique. Il est formé d’un flotteur dont la tige sortant de la chaudière porte un aimant en fer à cheval qui peut se mouver dans l’intérieur d’une hotte en cuivi-e. Sur la paroi extérieure de celle-ci se trouve une petite aiguille d’acier qui suit tous les mouvements de l’aimant, et fait ainsi connaître à chaque instant le niveau du liquide. Quand celui-ci descend au-dessous d’une certaine limite, la partie recourbée de l’aimant agit sur un levier qui détermine l’ouverture d’une soupape placée à la partie supérieure de la hotte. La vapeur s’échappe et passe à travers un sifflet qui donne l'alarme.

384. La vaporisation subite de l’eau peut aussi être déterminée par les incrustations qui se produisent toujours sur les parois de la chaudière à raison de l’impui'elé de l’eau dont on se sert. Ces incrustations conduisent mal la chaleur, les parois qu’elles recouvrent peuvent s’échauffer beaucoup, et lorsque ensuite l’eau vient à les toucher, il en résulte une vaporisation subite.

On prévient les incrustations en alimentant la chaudière avec de l’eau distillée quand cela est possible, ou bien en jetant dans l’eau de la fécule de pomme de terre ou de l’argile line qui délaye les matières salines et les empêche de s’agréger.

Sur mer, où l’eau renferme une si forte proportion de substances salines, on a en général deu.v chaudières jumelles qu’on fait fonctionner et qu’on nettoie alternativement.

Aous signalerons encore, parmi les causes d’e.tplosion, le diamètre insuffisant des puisards dans les chaudières à bouilleurs. Dans ce cas, la vapeur qui se forme peut n’ètrc pas immédiatement lemplacée par de l’eau, et les bouilleurs en contact avec le feu se surchauffent.

Enfin une cause physique, dont l’influence n’a été reconnue que récemment, peut aussi jouer un grand rôle. On a constaté que, loi-sque l’eau est privée d’air, elle bout plus difficilement, et à une température suffi.samment élevée se réduit brusquement en vapeur avec une véritable e.\plosion (2f>3. E.vpérience de Üouuy). Quelque chose d’analogue doit se produire lorsque la machine à vapeur

MACHINES THEllMiyCES.

cesse de foiiclionner pendant quelque temps; l’eau de la chaudière non renouvelée doit être privée d’air; la vaporisation se fait lentement, et si l’on vient à activer le feu, l'explosion peut avoir lieu. Il convient donc d'après cela, même quand la machine est arrêtée, de faire fonctionner la pompe alimentaire afin de mêler constamment un peu d’air à l’eau de la chaudière.

385. Alimentation des chaudières. — Injecteur Giffard. — L’alimentation des chaudières se fait ordinairement avec des pompes que la machine elle-même met en mouvement. Depuis quelques années, on se sert fréquemment d’un appareil extrêmement simple, dû à M. Giffard, et qui permet l’alimentation directe, ce qui donne lieu à une notable économie de force motrice.

Cet appareil fort curieux se compose d’un tube u de forme conique, par lequel sort la vapeur pendant la marche de l’injec-

Fig. 3^8. — Injecteur Giffard.

teur; la vapeur arrive de la chaudière par le tube VV et pénètre dans le tube n par de petits trous percés sur le pourtour de ce dernier. La vapeur, à la sortie du cône E, entre dans un autre cône cc, où elle rencontre l’eau qui doit alimenter la chaudière à vapeur et qui arrive par le tube EE. Du contact de la vapeur avec l’eau résultent deux effets : 1“ comme la vapeur est animée d’une

INJFXTEliU GIKKAHI).

grande vitesse due à la pression de la chaudière, elle communique une portion de sa vitesse à l’eau ; 2" on même temps <iu'a lieu cet échange de vitesse, la vapeur se condense, puis(iu’elle est en contact avec de l’eau à une tempéialure bien inférieure ê la sienne, de sorte qu'à l'extrémité du cène jus(|u'en ee. il ne reste plus qu’un fluide composé presque entièrement d’eau ; quelques luilles de vapeur restent seules au centre de la veine liijuide.

La veine fluide, à sa sortie du cène cc, parcourt à l'air libre une petite distance avant d’entrer dans un cône divergent dd opposé, (]ui doit la conduire à la chaudière au moyeu du tuyau M. Pour que celte veine entre dans la chaudière, il suffil que sa vitesse soit assez grande pour engendrer, dans le cône divergent, une pression supérieure à celle delà chaudière-, dans ce cas, une soupape qui sert, lorsque l’injecteur ne fonctionne pas, à empêcher l'eau de sortir de la chaudière, se soulève et permet l’alimontalion du générateur.

Pour compléter cette courte description, il reste à indiquer tpielques mécanismes qui servent à la réglementation de l’appareil. Il est utile, suivant la pre.ssion de la chaudière, de pouvoir faire varier le volume de vapeur débité par le cône U; cela s’obtient facilement avec la tige lilelée aa, qui se meut au moyen d’une manivelle et qui porte le nom â'aigmlle. Il est aussi indispensable de faire varier le volume d’eau qui afflue dans le cône rc par l’appel produit par la vapeur qui sort du cône It; on y arrive eu manoeuvrant un levier qu’on ne voit pas sur la figure et qui fait marcher le tube et le cône II qui le termine.

Enfin le tube K plonge dans le baquet qui contient l’eau pour l’alimentation ; il est destiné à conduire l’eau aspirée dans le cône cc. Le tube AT sert de trop-plein au moment de la mise en marcbe de l’appareil.

386. Locomotive. — Du vivant même de Watt on avait songé à se servir de la vapeur pour mettre en mouvement les voitures; dilTérents essais eurent lieu à ce sujet, et il existe encore au Conservatoire des arts et métiers une voilure à vapeur construite en 1778 par Cugnot. Dans la plupart des expériences faites depuis celte époque jusqu’à nos joui-s, on rencontrait des difficultés d’exécution telles, que la question de la construction de voilures à vapeur

eiivs. DESCH.VNEL. 3Î

MACHINES THERMIQUES.

capables de circuler sur les roules ordinaires paraissait abandonnée; ce n’est que récemment qu’on est arrivé à quelques résultats satisfaisants. Sur les voies ferrées, où la force de traction est beaucoup moindre que dans les routes ordinaires les essais se poursuivircnt avec persévérance, mais on éprouvait une difficulté (jui parai.ssait insurmontable à produire la quantité de vapeur nécessaire ù la marche.

En 1827, .M. Marc Seguin eut la première idée des chaudières tubulaires; celte disposition augmentant beaucoup la surface de chauffe, il en résulte une vaporisation beaucoup plus intense, et le problème de fournir la quantité de vapeur nécessaire ù la marche de la machine put aloi's être abordé avec des chances sérieuses de succès. En effet, en 1829, la compagnie du chemin de fer entre Literpoül et .Manchester ouvrit un concoure pour la construction d’une machine locomotive destinée à remplacer les machines fixes qu’on employait pour remorquer les wagons. L’ingénieur anglais Stephenson remporta le pri.x, et .sa machine fut d’ailleurs construite avec un degré de perfection telle, que depuis lore on n’a eu à y apporter que des améliorations de détail.

387. Idée générale de la locomotive. — Lue locomotive se compose essentiellement d'un chAssis en fer ou en bois garni de fer, appuyé, par fintermédiaire de forts ressorts en acier, sur les essieux de trois ou quatre paires de roues. Ce chAssis supporte une chaudière, sur les côtés de laquelle sont deux machines A vapeur à cylindre horizontal. Les pistons sont articulés à des bielles qui agissent soit sur des parties coudées des essieux d'une paire de roues, qu'on appelle les roues motrices, soit sur les rayons mêmes de ces roues, de façon A mettre celles-ci en mouvement. La première disposition s’emploie quand le mécanisme est intérieur au chAssis, ce qui a lieu dans le plus grand nombre des anciennes machines; la seconde, lorsipie le mécanisme est extérieur. Comme on ne peut pas employer ici de volant, on obvie aux variations de vitesse en croisant les manivelles de façon que le point mort de l’une corresponde au maximum d’effet de l’autre.

1. Sur uno chauss<S; horizontale pavée en carreaux île grés et en bon état, le rapport du tirage 6 la cliargo totale est 0,000; sur un chemin de fer, elle atteint à peine 0,005.

LOCOMOTI VI'S.

La locomotive est suivie (rune sorte <lc wafîoi), appelé temlev, coiileiiant la provision d’eau et de charbon ; une pompe alitnentaire adaptée à chaque machine, et mise en inouvemcnl par la tige du piston, fait arriver continuellement feau du lender dans la chaudière. On remplace graduellement aujourd’hui ces pompes par des injecteurs. Enfin un mécanisme particulier permet au mécanicien de changer la distribution de la vapeur, et, par suite, de faire marcher <\ volonté la machine dans un sens ou dans l'autre.

388. Calcul de la vitesse et de la traction. — On supposait autrefois que, pour que le mouvement du convoi pût résulter de celui des roues motrices, il fallait que celles-ci eussent un point d’appui direct, de façon à ne pas tourner sur eHes-mêmes. C’est ainsi qu’on fut amené è canneler les rails ou A disposer sur la voie une crémaillère engrenant avec une roue mise en mouvement par la machine. L’expérience a montré que ces moyens, d’ailleurs fort incommodes, sont inutiles, et que l’adhérence sur les rails, résultant du poids de la locomotive, est généralement suffisante pour déterminer le mouvement du convoi; seulement, pour que ce but soit bien certainement atteint, on a été conduit à donner aux locomotives un poids très-considérable, et qui peut quelquefois dépasser 30 tonnes.

Si l’on admet qu'il n’y ail aucun glis.semenl, à chaque double coup de piston, la roue motrice fera un tour, et, par cons(*quent, la machine progressera d’une quantité égale à la circonférence. Supposons, par exemple, que la roue motrice ait de dia-

mètre. et que le nombre de coups doubles de piston soit de trois par seconde-, pendant ce temps la madiinc parcourra un espace égal ii

ît . t-,40.3 = I3-.Î0,

ce <iui fait environ /(7,500 mètres, ou près de 12 lieues dans une heure.

Quant à la force de traction nécessaire pour rcmor<iuer uti c.onvoi, on peut la déduire facilement du résultat cité précédemment, que, sur les rails secs et de niveau, le rapport du tirage à la pression est d’environ 0,005, et de cet autre fait qu’une loco-

MACIIINKS THEIIMIQUES.

motive ne peut agir sur une résistance supérieure ali sixième

(le son poids. D’après cela, une locomotive du poids de 20 tonnes

pourra produire une traction de et par conséquent pourra

remor([uer un convoi d un poids égal a ^ - 666 tonnes.

Kii rendant solidaires loutes les roues de la inacliine, de façon (lu’elles reçoivent simultanément le mouvement du piston, on peut augmenter la résistance, d’autant plus d’ailleurs qu’il y a un plus grand nombre de roues; c’est pour cela que dans les machines destinées à remorquer des convois de marchandises, ou quand il s’agit de gravir des pentes un peu fortes, on diminue le diamètre des roues et on en augmente le nombre, que l’on porte quelquefois jusipi’à quatorze.

Lorsque, par suite de circonstances météorologiques, telles que le givre ou le brouillard, les rails sont devenus glissants, ou bien cpiaiid le convoi est trop fortement chargé, il y a un peu de tenqis perdu dans le mouvement, les roues tournent sur elles-mêmes, on dit alors que la machine patine.