Chaudières

circulent les flammes du foyer (fig. 675),

L'eau d'alimentation refoulée, soit par la pompe d'alimentation, soit par l'injecteur R (748, %), est amenée par le tube K dans un réservoir et de 14 dans un collecteur D, en fonte d'acier, divisé en deux compartiments séparés par une cloison. Par suite de la circulation d'eau due à l’ébullition, l'eau la chaude descend peu à peu dans le compartiment E et, s'écoulant dans le central P, arrive à son extrémité dans le tube enveloppe V, où elle se en contact avec le foyer. Cette eau, chauffée et mélangée de le tube extérieur V, puis dans le compartiment J du col voir R, où la vapeur se dégage. Aux deux extrémités des Li pons U, U, en fonte, reliés par des tirants en fer qui traversent toute leur longueur, font une fermeture hermétique. réservoir A, traverse les tubes G, dits surchauffeurs de vapeur. u ment un serpentin aplati, où la vapeur, avant de se rendre à la machine, donne les goultes d'eau entraînées par la vaporisation à circuler tubes surchauffeurs,.

On remarquera que, pour une même surface de chau contient beaucoup moins d’eau que les chaudières à laires ; la rupture d'un tube et l'expansion brusque de la coup moins redoutables que la rupture d'une tôle dans systèmes, D'autre part, on peut avec ces générateurs fonctionner à bien supérieures qu'avec les autres, parce que les tubes pouvant hautes pressions ont une faible épaisseur relativement à celle des tôles des chaudières à bouilleurs de même résistance.

738. Chaudières dites à génération instantanée, — Poussant encore plus loin la réalisation de cette idée, M. Serpollet est arrivé à construire des générateurs composés d'un simple tube à parois très épaisses et aplati sur lui-mème,

Dans ces conditions, quoique la longueur du tube soit assez grande, la capacité de la chaudière est à peu près nulle, tandis que la surface de chaulfe est considérable, I en résulte que l'eau qu'on y introduit est vaporisée instantanément et qu'elle doit être renouvelée constamment à mesure que la vapeur est utilisée dans la machine,

Ces générateurs ont l'avantage de permettre la produetion de la vapeur à haute pression et d'autre part leur explosion serait tout à fuit inoffensive, la quantité de vapeur qu'ils renferment étunt insignifiunte.

759. Chaudières locomotives, — Les exigences de la traction nûcessitont, pour les machines locomotives, des chaudières de peu de volume relatif ét d'une grande puissance de vaporisation, Aussi s-t-on créé pour elles une forme de chaudière spéciale dite locomotive, qui est également employée pour les machines locomobiles. Le foyer est placé au milieu d'une caisse en lôle à doubles parois entre lesquelles est comprise l'eau à vaporiser.

Les gaz chauds et la flamme doivent, avant de se rendre à la cheminée, parcourir dés tubes qui sont également entourés d'eau de toutes parts. La surface de chauffe est donc considérable malgré les dimensions réduites de tout le système.

fiel

740. Machines à vapeur proprement Ailes. — Les à Line uieur anglais Walt que sont dus les premiers \jyes le mat

MACHINES THERMIQUES. 719

à vapeur vraiment industrielles, Ses prédécesseurs, Papin, Newcomen, Jouffroy, n'avaient établi que des modéles rudimentaires, dans lesquels les diverses communications de la vapeur entre la chaudière et le cylindre de la machine s'établissaient au inoyen de robinets généralement manœuvrés à la main. L'invention capitale de Watt fut le tiroir de distribution, qui sert à faire agir alternativement la vapeur au-dessous et au-dessus du piston, et en même temps à faire échapper, au moment convenable, la vapeur détendue qui vient de travailler,

1° Tiroir de distribution de vapeur — La vapeurarrivant du générateur par le tube x (fig. 676), se rend dans une boîte de fonte d qui est la boîte à distribution.

De là partent deux conduits a et b, pratiqués dans l'épaisseur même des parois du cylindre, qui peuvent amener la vapeur, l'un audessus, l'autre au-dessous du piston. Une pièce mobile y, qu'on nomme tiroir, à cause de sa forme, ferme toujours un de ces conduits, grâce au mouvement alternatif de bas en haut de sa tige à. Tant que la vapeur arrive au-dessous du piston (fig. 676), la partie supérieure du cylindre est en communication par le conduit a avec une cavité 0 d'où part un tuyau (non représenté sur la figure), par où se dégage la vapeur qui vient d'agir sur le piston. Puis, quand la vapeur arrive au-dessus du piston, c'est la partie inférieure du cylindre qui communique par le conduit b avec la cavité 0. Les conduits a et b servent done alternativement à l'arrivée et à la sortie de la vapeur.

2 Échappement libre et condenseur. — Dans les machines dites à échappement libre, la vapeur, après avoir travaillé sous le piston, va s'échapper à l'air par le tuyau qui communique avec la cavité 0,

Dans les machines dites à condenseur, la vapeur détendne

Fig. 676,

se rend dans un appareil appelé condenseur. Cet appareil n'est autre chose qu'un récipient H (fig. 677) dans lequel un jet d'eau froide est projeté en pluie en sens inverse de l'arrivée de ln vapeur. Celle-ci s'y condense en produisant un vide plus où moins complel.

Si nous compärons deux machines, alimentées par de la

Fig. 677. — Machine à balancier de Watt.

v.tuyau de prise de vapeur; T, tiroir; 4, piston; H, condenseur, PE, pompe d'épuisement; WY, pompe alimentaire de la chaudière ; UX, pompe d'atimenlation de ln bâche KR; p£, rgulateur à force centrifuge; ddt, excentrique, ABCD, parallélogramme articulé; GM, bielle et manivelle ; N, volant,

vapeur à une mème pression, mais fonclionnant l'une à échappe ment libre et l'autre à condensation, la valeur de ln pression eflective de la vapeur par unité de surface de chacun des pislous ne sera pas la mème, Si par exemple elle est de G atmosphères en valeur absolue, la pression utilisable sur le piston de la machine à échappement Kbre sera de 2 amesqhières senle-

MACHINES THERMIQUES. 781

ment, puisque l'autre face est soumise à la pression atmosphérique. Au contraire, dans la machine à condensation, la pression serait de 3 atmosphères, si le vide absolu régnait dans le condenseur, En pratique cela n'a pas lieu; cependant le bénéfice de pression obtenu est au moins de 4/5 d'atmosphére,

741. Mécanisme de la machine à balancier. — Les organes de transmission du mouvement, qui constituent le méçganisme proprement dit, sont particulièrement simples dans la première machine de Watt, dite machine à balancier (fig. 677). Le piston J, qui est mû par la vapeur dans le cylindre, agit par sa tige K, dont la ‘tête est reliée à un levier BC, sur l'extrémité C d'une longue pièce de fer CC mobile, comme un levier du premier genre, autour

Fig. 678,

d'un axe horizontal passant par son centre, qu'on appelle le balancier. À l'autre extrémité C’ de ce balancier est articulée une autre pièce en fer C'M, appelée bielle de transmission, qui peut tourner autour d'un axe horizontal placé en C° sur le balancier. Cette bielle transmet le mouvement au bouton de la manivelle M fixée sur l'axe général de la machine, dit arbre de couche, de manière à transformer le mouvement alternatif du piston en un mouvement continu de rolation.

Le volant V, fixé sur l'arbre de couche, a pour but de supprimer l'effet des points morts. Quand le piston est arrivé au bout de sa course dans le cylindre, le bouton de la manivelle M se trouve soit tout en haut, soit tout en bas de sa course, Dans ces deux positions, qu'on appelle les points morts, l'effort de la bielle CC’ serait complètement annulé par la réaction normale du palier dans lequel tourne l'arbre de la machine, Et, de plus, si l'on ne disposait pas alors d'une certaine quantité d'énergie, précédemment mise en réserve, le déplacement du tiroir, qui est nécessaire au renversement de l'action de la vapeur, ne se produirait pas et le mouvement s'arrêterait. Le volant fait disparaître cet inconvénient, en restituant à l'instant des points morts, une partie de

l'énergie qu'il avait emmagasinée, dans son énorme masse, pendant la phase d'activité du piston.

Excentrique. — Celle restitution s'opère au moyen d'un organe spécial dd, qu'on appelle l'excentrique (fig, 677), Il se compose d'un plateau cireulaire e (fig. 678) dont le pourtour est creusé d'une gorge. Dans cette gorge vient se placer un collier entourant complétement le plateau circulaire et pouvant tourner librement sur lui. Il est fixé à des tiges de métal T, qui viennent s'artieuler en a sur l'une des extrémités d'un levier coudé abe, mobile autour de l'axe b, Suivant l'amplitude du mouvement que l'on veut obtenir, on fixe le plateau sur l'arbre de couche en éloignant plus où moins son centre de figure du centre de l'arbre. Reliant alors une tige au collier de l’excentrique, on obtient par chaque lour de l'arbre une course de la tige égale à deux fois la distance qui sépare le centre de l'excentrique du centre de l'arbre. Le levier coudé abe oscille done entre deux positions extrèmest, À la branche C est fixée la tige qui commande le tiroir, On règle la position de l'excentrique sur l'arbre de facon

que le tiroir commence son mouvement un peu avant que le piston n'arrive au bout de sa course.

Parallélogramme articulé de Walt. — On conçoit qu'il n'est pas

Fag. 679,

possible de joindre directement la tête de Ja tige du piston à l'extrémité du balancier. Ce dernier point décrit en effet une portion de circonférence dont le centre est dans l'axe des tourillons du balancier, tandis que la tige À doit se mouvoir suivant une droite daus le prolongement de son axe. Watt avait inventé un mécanisme très ingénieux, appelé parallélogramme articulé, pour effectuer cette liaison, sans lorsion ni flexion des organes. I est représenté en ABCD sur la figure 677, et en CEDBO surda figure 679,

La tête du piston est reliée en D (fig. 679) au sommet d'un

1. Elles sont représentées sur lu flgure 678, l'une en traits pleins, l'antre en paintié.

MACHINES THERMIQUES. 183

parallélogramme CBDE, dont les quatre côtés, rigides et invariables, sont articulés en leurs sommets, de telle manière que les angles varient par suite du mouvement qu'impriment les oscillations du balancier, De plus, le sommet B est rattaché par une tige BO à un point fixe O du bäti de la machine. Les longueurs relatives de ces diverses pièces sont calculées de manière que le sommet D décrive très sensiblement une ligne droite verticale, pendant que les points C, E et B décrivent des ares de cercle ayant pour centres O et o*.

On comprend que ce système de liaisons se reproduit en double dans le sens de l'épaisseur de chaque côté du balancier. Cela fait

qu'en réalité la tige du piston est articulée à un axe horizontal reliant les deux points D,

Condenseur et pompe à air, — La machine de Watt était à condensation : on voit en O le condenseur, et en M la pompe à air chargée d'expulser du condenseur l'air qui se dégage de l'eau soumise à la décompression du vide.

742. Organes accessoires des machines à vapeur. — {* Pompes alimentaires. — Il est nécessaire d'alimenter la chaudière à me-

1. Le point milieu du côté BC possède ln mème propriété que le point D; aussi l'utilise-t-on dans les machines de Woolif (746, 4°) où les pistons des duux cylindres doivent se mouvoir d'ensemble. Watt n'avait donné qu'une solnion empirique de ce problème; c'est le mathématicien francais Veauceler qui à démontré rigoureusement qu'un système articulé de cinq Liges suffit pour transformer le mouvement circulaire en mouvement rectiligne.

sure que l’eau se vaporise. C'est la machine elle-même qui efféctue ce travail en actionnant une pompe aspirante et foulante : la tigeG de son piston (fig. 676) recevait son mouvement d'une bielle fixée directement au balancier, dans la vieille machine de Watt: elle est fixée à un excentrique, ou à un bouton de manivelle relié à l'arbre, dans les nouvelles machines,

% Injecteur Giffard. — L'injecteur, inventé par Giffard, remplace généralement la pompe alimentaire, La partie essentielle ést une paire de cônes divergents ec et ce (fig. 680) qui constituent une espèce de trompe à vapeur d'eau, analogue aux trompes à eau ou à mercure,

La vapeur d'eau arrive de la chaudière par le tuyau VW, à une haute pression, et comme elle est forcée de sortir par le très petit orilice {t, elle y prend une grande vitesse, À sa sortie elle rencontre l'eau qui vient du réservoir d'alimentation par le luyau EE; elle pousse celle eau devant elle, tout en s'y condensant, el produit ainsi une aspiration continue Qui fait monter le liquide par le tuyau E et maintient la boîïle à eau ce pleine. En même temps l'eau qui a reçu l'impulsion du jet de vapeur, mélangée à celle qui résulte de la condensation du jet, pénètre dans le tube divergent dd, ÿ chemine en perdant peu à peu de sa vitesse initiale, el arrive daus le tuyau d'alimentation M qui la eonduit à la chaudière, eo

5° Régulateur à force centrifuge. — Le mouvement des machines à vapeur lend sans cesse à s'accélérer ou à se retarder, soit parce que la tension de la vapeur varie dans le générateur, soit parce que le travail demandé à la machine est lui-mème plus ou moins considérable, Pour maintenir la vitesse constante, on emploie en général un régulateur à force i Tp (üig. 677). 1! a pour effet soit, comme dans le système de Watt, de faire varier la pression de la vapeur avant son entrée dans le cylindre, soit dans les machines actuelles, — à distribution à déclies, par exemple, — d'augmenter où de diminuer le volume de vapeur admis dans le cylindre à chaque coup de piston.

Sur un srbre vertical HDO (fig. 681), tournant avec ane rilesse proportionnelle à celle de \a machine sontarticulés deux bras OÀ, OA

Fig, 681.

MACHINES THERMIQUES. 785

terminés à leur partie inférieure par des boules métalliques BB. Le mouvement de l'arbre de couche est communiqué à cet axe par l'intermédiaire d'une corde sans fin s'enroulant sur une poulie P, fixée à la tige 0. A l'état de repos et sous l'influence de la pesanteur, les boules tendent à ramener dans la verticale les deux bras auxquels elles sont fixées, Landis que, dès que l'arbre vertical entre en rotation, elles tendent s'en écarter, par un effet de la force centrifuge, et à prendre une position d'équilibre dépendant de la vitesse.

Pour utiliser cet effort, on réunit, par des bielles articulées en À et À’, les deux bras qui portent les boules à une douille CM qui coulissera sur l'arbre vertical suivant que les boules tendront à s'en écarter plus ou moins. Au moyen de tringles et de leviers convenables, on utilise le déplacement de la douille pour actionner soit un papillon étranglant l'arrivée de la vapeur et fonctionnant comme un robinet, dans la machine de Watt, soit pour agir sur les touches de la distribution à déclic dans les machines perfeclionnées.

743. Rendement des machines à vapeur. — On peut calculer le rendement d'une machine à vapeur indépendamment dé son système.

1° Rendement théorique. — Considérons, par exemple, une machine à condensation, où la vapeur travaille à 5 atimosphères et où le condenseur est maintenu à 40°, La vapeur sort donc de la chaudière à la température de 152; elle se détend dans le eylindre, où elle perd de la chaleur, en produisant du travail, puis elle se rend au condenseur, où elle est ramenée à l'état d'eau à 40°: puis le cycle recommence indéfiniment En appliquant le principe de Carnot (729), on à

nn TT 27 +182 — (278 + 40) 112, iron !

ms : 973 + 152 14 94

> Rendement pratique. — Ce rendement théorique, si faible qu'il soit, est un maximun qui n'est jamais atteint dans la pratique, — On peut s'en rendre compte en calculant directement la quantité de chaleur dégagée par le combustible dépensé et en le comparant au travail développé par la machine, 1 ky de houille dégage en brûlant 8000 cal., et 4 cal, équivaut à 425 kgin ; dons 1 kg de houille devrait produire par sa combustion

8000 >< 425 = 5 400 000 kg.

Or 1 cheval-vapeur équivaut à 75 kg par seconde, ou bien à 75 < 60 < 60 = 270.000 kgm par heurs.

Donc, pour produire le travail de 4 cheval-vapeur pendant une heure, faut brûler une quantité de charbon égale à

310000 = 0,080 kg.

Of les bonnes machines à vapeur consomment en moyenne À kg de EME

EL

par heure pour produire un cheval-vapeur, Quelques machines de trés grande puissance, fonclionnant dans des conditions exceptionnelles, ne consomment que 0,800 kg. Cela fait done un rendement pratique qui varie entre 8 et 9 pour 100, tandis que le rendement théorique était de 25 pour 100.

744. Détente de la vapeur. — Machines à simple détente: Système Clapeyron. — Nous avons supposé jusqu'ici que la vspeur de la chaudière travaillait à pleine pression, c'est-à-dire qu'elle affluait, avec la pression qu'elle a dans la chaudière, sur chaque face du piston pendant toute la durée de la course. Dans les premières inachines de Walt, la vapeur travaillait à pleine pression ; mais Walt lui-même eut l'idée de la faire travailler avec détente : Va vapeur introduite dans le cylindre pendant une portion seulement de la durée de la course agit d'abord à pleine pression; mais, à mesure que le piston avance, la vapeur se délend en augmentant de volume et sa pression dimiaue jusqu'à la fin de la course. Îl résulte de ce mode d'action d'abord une plus grande régularité dans le mouvement, puis, à égalité de travail, une notable économie de vapeur et, par conséquent, de combustible. Les machines munies d'un système de détente sont

dites machines à simple détente.

Système Clapeyron. — Parmi les nombreux systèmes de détente qui ont été imaginés, nous cilerons comme exemple le système de Clapeyron, qui est très

Fig.682.

employé, surtout dans les machines à mouvement rapide, telles que les locomotives. La modification porte sur le tiroir, où plutôt sur les bandes qui recouvrent chaque lumière :

on leur donne une largeur qui dépasse le diaruètre de la lumière correspondante. Les rebords ab, æ #, cd, c'd' (fig. 682), extérieurs

et intérieurs, forment ce qu'on appelle le recouvrement du Liroir ; le rôle de ces suillies est de diminuer la durée de l'admission de la vapeur dans le cylindre par chacune des deux lumières, On peut considérer quatre périodes successives dans le fonctionnement du tiroir à recouvrement de Clapeyron.

1 période : il y à admission de la vapeur, qui travaille à pleine pression,

jusqu'à ce que la lumière d'admission soit fermée ;

2° période : il y a détente de la vapeur, qui travaille alors à pression décrots sante, jusqu'à ce que la lumière d'échappement soit ouverte; 3° période : il y a échappement de la vapeur, mais qui cesse par le fait du recouvrement, avant que le piston ail aleint Le fond du eylindre; 4" période : il y a compression du résidu de vapeur par Ve xiskon qui La rofoule

et la comprime avant le début d'une nouvelle sion termine donc le cycle des mouvements a\

période d'adresse. La Emgres Lernalits dax Lreoite,

MACHINES THERMIQUES. 787

745. Perfectionnements apportés aux machines à vapeur. — Le principe de Carnot, qui prouve que le rendement d'un moteur thermique augmente au fur et à mesure que l'écart des températures du gaz ou des vapeurs devient plus grand entre la source chaude et la source froide, a conduit à des modifications importantes dans les machines à vapeur. Au lieu d'employer la vapeur à une pression moyenne de 2 am, qui correspond à environ 2 kg par em, comme dans la machine de Watt, on la prit à une température plus élevée, correspondante à une pression de 5 kg; puis, à mesure que l'on a perfectionné la résistance des chaudières, on est arrivé peu à peu à employer couramment des pressions de 12 kg et plus.

On distingue trois classes de machines à vapeur d'après l'élévalon de la température, et, par suite, d'après la tension de Ja vapeur qui est employée.

14° Les machines à basse pression (à condenseur), où la tension ne dépasse pas 1 atm ou 2 atm; 2° les machines à moyenne pression, où la tension reste comprise entre 3 atm et 5 atm; 5" les machines à haute pression (sans condenseur), où la vapeur travaille à une.tension supérieure à 5 atm.

746. Perfectionnements au mécanisme des machines à simple détente. — On a apporté dans la construction des machines à vapeur à simple détente un grand nombre de perfectionnements, dont nous allons indiquer les principaux.

1° Réchauffage de La vapeur. — On entoure le cylindre G (fig. 683), dans lequel la vapeur pousse le piston en se dilatant el en se refroidissant, d'une circulation de vapeur provenant de la chaudière. Cela permet de ponsser plus loin la détente de la vapeur, en empêchant qu'elle me se condense en eau.

2 Distribution de la vapeur. — Le tiroir de Watt présentail des inconvénients assez grands. La force nécessaire pour le faire glisser devant les orifices de distribution élait assez considérable, En second lieu, les mouvements d'obturation et d'ouverture des orifices d'entrée el de sortie de vapeur se faisant d'une manière lente et progressive, la vapeur se trouvait soumise à des actions de laminage et de friction absorbant en pure perte une partie de sa chaleur. De plus, la vapeur chaude se trouvait refroidie par contact avec la paroi du tiroir. Enfin, et surtout, les canaux de comimunication entre le tiroir et le cylindre, — dont le volume est forcément assez considérable, — constituaient des espaces nuisibles.

On a remédié à-ces inconvénients en munissant la machine de quatre tiroirs au lieu d'un seul. On les place tout contre les fonds même du cylindre, de manière à supprimer presque lolalement les espaces nuisibles, D'autre part, chaque tiroir ayant sa fonction propre, soit l'introduction, soit l'échappement de la vapeur, le refroidissement de ln vapeur motrice par celle qui a déjà travaillé se trouve évité.

3% Détente variable, — Dans la machine de Watt on obtenait la régularisation de la vitesse en étranglant plus ou moins l'orifice de \a vanne Lartinèe de vapeur au moyen d'une valve appelée papillon, commandée par ke régndatenr .

11 en résultait naturellement que le rendement de \a machine duniane a fur Et

(881 “A 'apuoñy) “masuapuos ve ajemoaou oxy anodea g ourqueur op ousapour alÂL — *csg "#14 P

MACHINES THERMIQUES.

grand cylindre B Là olle pénètre par la lumière inférieure d'admission audessous du piston Pet, s'y détendant, produit également le mouvement ascendant de ce piston, pendant que la vapeur, qui était au-dessus, s'échappe par le tuyau CC et de là au condenseur,

Ainsi le mouvement simultané des deux Liroirs en sens invérse le imouvement simullané des deux pistons dans le même sens : …n vapeur travaillant à pleine pression dans le petit cylindre et avec détente dans le grand. Les

Fig. 684.

machines qui emploient ce mode de détente sont appelées machines à deux cylindres.

5° Système Compound, — Ce dernier système n'était guère applicable qu'aux machines à basse pression, Quand on fut arrivé à employer couramment pressions de 5 ou 6 kg, on adopta le système dit Compound, qui diffère de celui de Woolf en ee qu'un réservoir de vapeur est interposé entre les deux cylindres.

Ce dispositif permet de caler les manivelles actionnées par chaque eylindre sous l'angle le plus favorable pour obtenir l'effort le plus régulier sue # de la machine, et il évite ainsi l'obligation de donner aux deux cylindres mouvements synchrones, On arrive de plus à pousser encore plus loin la tente de la vapeur, en obligeant celle-ci à se détendre déjà dans le cylindre, dit cylindre à haute pression.

6* Triple expansion el quadruple erpansion. — Ain d'augmenter détente de |a vapeur et pour réduire par conséquent au minimum La combustible, on a créé des types de machines à triple el Ces machines sont munies de trois on qualre cylindres suceessits

este Bes.

la vapeur passe successivement, Entre chacun de ces exinire se à À carackèrise a madkine Ceres.

réservoirs de vapeur analogues à celui qui car nue ei

Rewsnoue, — 1 né faudrait pas croire que

MACHINES THERMIQUES. 701

successives soient toujours plus économiques, au point de vue de la consomma- Lion de vapeur, que les machines à simple expansion,

On peut remarquer en effet que la multiplication des cylindres de détente doit augmenter le frottement du mécanisme et les surfaces de refroidissement. Il y a donc une juste mesure à garder suivant les cas.

L'avantage des machines à double expansion apparait pour des forces un peu grandes, 400 ou 500 chevaux et plus, si l'on ne dispose pas de pressions de vapeur supérieures à 6 kg. La triple et la quadruple expansion sont applicables pour des pressions de vapeur de 12 à 15 kg et pour les très grandes puissances,

747. Machine à vapeur horizontale fixe, — Un grand nombre de ces perfectionnements sont réalisés dans le type moderne de machine à vapeur qui est représenté par la figure 683. Elle est dite horizontale, à cause de l'orientation du cylindre €, et fire, parce qu'elle est installée à poste fixe. La tige du piston attaque directement par une bielle E l'arbre à manivelle, ce qui à l'avantage de permettre un assemblage trés rigide, et bien moins encombrant, de tous les organes, La simplicité du mécanisme et de nombreux perfectionnements de détail ont permis de réduire beaucoup la consommation de vapeur. Les anciennes machines de Watt consommaient en effet généralement de 16 à 18 kg de vapeur par cheval-heure; or cette machine fixe n'en consomme guère que # à 9 kg pour des forces inférieures à 100 chevoux, et moins encore pour des puissances plus grandes.

748. Perfectionnements apportés aux condenseurs, — Les perfectionnements ont porté également sur le condenseur de la machine de Watt. On emploie

Fig. 6RS,

aujourd'hui trois types bien distincts de condenseurs : les condenseurs à mélange, les condenseurs à surface, les éjecto-condenseurs.

1° Condenseurs à mélange. — Les premiers servent couramment dans les machines où l'eau dont on dispose est propre à l'alimentation des chaudières; on n'a ainsi qu'à renvoyer à la chaudière au moyen d'une pompe une partie de l'eau déjà chaude sortant du condenseur,

2" Éjecto-condenseurs. — On commence à employer depuis quelque temps un système dé condensenr à mélange (fig. 695) qui est analogue à l'injecteur Giffard. 11 est disposé de manière à uliliser l'accélération de vitesse donnée à l'eau par la condensation de la vapeur, Pour amorcer l'appareil, c'est-àdire pour donner à l'eau froide arrivant en B, et qui doit servir à la condénsalion, sa première impulsion, on commence par introduire de ln vapeur à haute pression par la tubulure D. Une fois la circulation bien able, vapeur d'échappement arrivant en D continue à entretenir \e monsemen., ek Tom supprime l'arrivée de la vapeur à haute pression.

Le manchon P, qui se déplace dans le Lube G par la manœuvre du levier L, sert à augmenter ou à diminuer le nombre des orifices d'injection de l'eau froide, pour proportionner le débit à la quantité de vapeur à condenser,

Ces appareils suppriment, comme on voit, la perte de travail due au fonction nement de la pompe dans les autres condenseurs.

Condenseurs à surface, — Quand on ne dispose pas d'une réserve d'enu pour alimenter les chaudières, on a le plus grand intérêt à condenser a vapeur d'échappement de la machine, afin de pouvoir utiliser indéfiniment ln même cau, Ce cas se présente spécialement dans les Machines marines, l'eau de mer étant impropre au service des chaudières.

On emploie alors le condenseur à surface, qui n'est à proprement parler qu'une chaudière renversée, Il est en effet composé d'un réservoir métallique dans lequel la vapeur d'échappement est obligée de circuler, Un faisceau de tubes Lraverse ce récipient, et une pompe entretient une circulation conlinuelle d'eau froide, puisée à la mer sur les navires, par exemple, à travers les tubes. La vapeur, se trouvant en contact avec des parois froides, se condense en produisant le vide et est renvoyée à la chaudière par la pompe alimentaire.

749, Machines marines. — Les machines dites marines sont les plus puissantes que l'on construise; leur puissance atteint plusieurs milliers de chevaux-vapeur. Elles doivent en outre satisfaire à plusieurs conditions toutes spéciales à cause de leur emploi : en particulier une grande économie de combustible, afin que celui-ci nabsorbe pas une trop grande place dans la cargaison du navire, et aussi une simplicité relative du mécanisme le mettant à l'abri des accidents, Il en résulte que les distributions à déelie ne sant pas adaplées à ces machines, tandis qu'on emploie couramment ls triple et la quadruple expansion. D'autre part, les besoins de la navigation extgent que la machine puisse à volonté tourner dans [un sens ou dans l'autre, l'our obtenir ce résultat, il est nécessaire que l'on puisse modifier pendant ls marche le mouvement des tiroirs. On y arrive à l'aide d'un dispositif mécanique appelé coulisse, dont le premier modèle est dû à Stephenson.

750. Coulisse de Stephenson. — Ce inécanisme (Üg. 686) se compose en principe de deux plateaux circulaires él excentriques, accolés et calés sur l'arbre de la machine suivant un angle déterminé, Chacun d'eux est entouré d'un collier en bronze À ot A' duns lequel il lourne et il est relié, par uné bielle, à l'extrémité de la coulisse proprement dile BB’. La coulisse est à l'extrémité d'un levier coudé HNP par la tringle PH, et équilibréenpar un contrepoids Q. Au moyen du levier MK et de la tige GH, on peut élever où abaisser la coulisse, IL en résulte que l'axe de commande T de la tige du Groie restant au même niveau, puisqu'il est fixé à l'extrémité du levier B, le tirote est commandé tantôt pur l'excéntrique À, tantôt par l'excentrique Y, suivant que la coulisse est abaissée ou élevée, Dans une position intermédiaire et malgré le mouvement des deux excentriques, il est évident que le point F ne se déplacerait pas et par conséquent la distribution de la vapeur n'aurait pas liou.

Il est nécessaire, bien entendu, dans les machines à expansions multiples, que le sens de la distribution soit changé en même temps dans Lous los cylindres.

751. Machines locomotives, — Les machines dites locomotives sont des machines à vapeur appliquées au transport des voyageurs et des marchandises sur les voies ferrées. Elles doivent, de même que les machines marines, satisfaire à deux conditions principales : 1* facilité du changement de mirche permettant de renverser le sens de rotation des roues; & grandes

pticité de mécanisme. Wen rèsulte naturellement que l'emploi de la coulisse y est indiqué, de même que les syslèmes de disiibulon Lrès perieekiannés an sont proscrits,

MACHINES THERMIQUES. 705

Depuis quelques années on commence à construire des machines locomotives à doublé expansion, mais elles ne sont pas encore très répandues et lagrande majorité est à simple expansion.

Par suite du service tout spécial que doivent remplir ces machines, il ne peut pas être question de les munir d'un condenseur, car la quantité d'eau à Lransporter pour son alimentation serait trop considérable. D'autre part, pour donner au mouvement de rotation des roues une grande régularilé, on emploie deux cylindres dunt les bielles attaquent des manivelles calées à 90° sur l'axe des roues, Celle disposition danne en outre l'avantage dé supprimer le point mort ét de permettre à la machine de démarrer dans quelque position que se trouvent les deux manivelles, En effet l'un des pistons au moins est toujours dans une position favorable pour exercer son effort sur l'une des manivelles,

LLEGER

En général les machines locomotives sont constituées par un cudre résistant, construil en tôle de ler, sur lequel est posée la chaudière et supporté par l'intermédiaire de ressorts par on nombre plus ou moins grand d'essieux, suivant le service auquel est déstinée la machine, et suivant son poids.

Locomotive à petite vilesse, — La locomotive dite à pelite vitesse comporte quatre essieux moteurs ayant tous des roues de même diamètre. L'effort de traction de ce type est considérable, mais par contre sa vilesse est réduite, Do plus, le mocanisme et les essieux moteurs étant répartis en deux groupes disfinets qui peuvent pivoter indépendamment l'un de l'autre autour d'un axe vertical, il en résulte une grande facilité pour le passage dans les courbes de faible. rayon. Ce genre de roachine convient en conséquence au service des voies de peu de largeur ayant un travé simueux et présentant de fortes rampes.

Locomotive à grande vilesse, — La locomotive représentée figure 687 est, tout au contraire, destinée à traîner des charges relalivement faibles, tas à de très grandes vitesses et sur, dés voies sensiblement planes.

Elle est à simple expansion, c'est-à-dire que la vapeur $ tchapye direekerment

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MACHINES THERMIQUES. 705

dans l'atmosphère, après avoir travaillé dans les deux cylindres placés symétriquement de chaque côté du bâti, au lieu de se détendre dans des cylindres à basse pression comme dans la machine precédente, qui comporte deux cylindres à haute pression et deux cylindres à basse pression.

Comme on le voit sur la figure, deux essieux sculement sont moteurs et comportent des roues de très grand diamètre. On peut, en conséquence, obtenir avec ces machines des vitesses de 100 kilomètres à l'heure,