DES MACHINES HYDRAULIQUES

148. On nonitne en gén^Tal Machines hjrdrauUques celles qui sont mues par l’eau, ou qui servent à élever ce fluide à une certaine liauteur au-ilessus de sou niveau; je les divise en deux classes; je comprends dans la première toutes les Machines qui reçoivent directement l’action de l’eau emplo;rée comme force motrice; la deuxième classe comprend les Machines « hydrauliques, qui peuvent être mises en mouvement par un agent mécanique autre que l'eau. *

Les Machines usitées de la première classe sont, en petit nombre, et nous en ferons l’énumération complète.;, quant aux Machines de la deuxième classe, qui ne sont pas soumises à la condition ü’ètre mues directement par l’eau, je décrirai seulement celles qui sont en usage dans les constructions hydrauliques, ou qui présentent quelque intérêt sous le rapport de la théorie du mouvement. Nous considérerons les Machines hydrauliques de première classe, dans l’ordre suivant : ^ .

I* Roues hydrauliques motrices;^ . ‘

' a* Seaux et chapelets ; • ;

à* Machine à Siphons; .1' •

4“ Fontaine dç Héroiv et M.ichine de Schemnitz;

5* B«*lier hydraulique; . ' ' 7

6“ Machine à colonne d’eau; , :

7* Machine à flotteur. \

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Des Houes hydrauliques motrices, dont Vaxe de ràtcition est horizontaL

•49- Les roues sont les machines dont on se sert le plus souvent pour transmettre directement l’action de l’eau en mouvement; il y en a de deux genres, elles sont figurées dans le tableau des machines élémentaires, pl. i, aux cases suivantes 1 3‘A, 3^0, 3‘B, 3‘B, 3'’E, série 3. F {voyez la eolonne horizontale supplémentaire au bas du tableau). Le premier genre comprend Icsroucs verticales 3‘A, 3*C, dont l’axe est horizontal et qn’on nomme roues à aubes ou à palettes, roues à pots ou à augets. Les roues horizontales ou dont I axe est vertical, appartiennent au second genre. Ondes désigne suivant leurforme, par les noms de roues à coquilles , rùuei à réaction, danaide, etc. {Foyez, sur ces dernières roues, l’explication du tableau desmachines élé-J* meittaires, chap. IIL)<

lïour comparer la force transmise par une roue dont l’axe est horizontal',

lié

laa .TRAITE -■

à la force employée à la mouvoir, on supposera que l’arbre de cette roue est prolongé , et qu’on y a attaché une corde terminée par un poids connu p; ce poids s’élèvera dans un temps donné 'd’une hauteur h, et l’effet dynamique de la roue dans le même temps sera , abstraction foi te des frottemens, exprimé parph; mais'pendant que cet effet est produit, la source fournit une certaine quantité d’eau d’on poids connu P, laquelle tombe d’une hauteur donnée H, en sorte que la dépense, ou l’effet dynamique edirect, correspondant à l’effet dynamique secondaire ph, sera PH. Faisant varier la vitesse de lÿ roue, en augmentant ou en diminuant le poids p^an Li résistance appliquée à l’arbre tournant, le rapport de l’effet dynamique secondaire ph, à l’effet dynamique direct PH, variera, et l’expérience fera connaître la vitesse de la roue, pour laquelle ce rapport a la plus grande valeur. La roue sera d’antant meilleure que cette valeur approcbéra plus de l’unité. On estimera de même une roue du second genre, en ayant soin que la corde qui est attachée d’un bout à l’arbre de cette roue, et qui porte de l’autre un poids* p', passe sur une poulie disposée de manière qu’on ait le rap port du poids p'k la tension p de la corde près de l’arbre. Pour les meilleures

roues hydrauliques de l’un ou l’autre genre, le rapport^ ne dépsse pas la fraction |.

Description des Roues hydrauliques dites à aubes oU à palettes. (A'qyez fig.pet lo, pl. 3; fig. A, pl. la; 6g. i, a, 3, 4, pb supplémentaire A; £g, I , a de la planche supplémentaire B.)

■ , • • Roues hydrauliques apalettes et a pression, ' •

i5o. Les roues à aubes ou à palettes sont dé' deux espèces, à pression • ou à percussion. Une roue de la première espèce est 'mprésentée en plan et élévation, fig. g et lo, pl. 3; son diamètre extérî&r est de 4,87 mètres; elle porte 36 aubes. L’arbre de la roue est en bqis; son diamètre est de 7 décimètres. Sur cet arbre en bois sont 6xées t;^is embrasures en fantc EF, E'F', E'F' (6g. 9, pl. 3), parallèles au plan de la 6g. 10. La première embrasure est au milieu de l’arbre , et les deux antres à la distance ( 1,3) mètre de celle>là. Chaque embrasure, semblable à une roue de yoi- ' ture, porte six rayons en foute, assemblés sur un moyeu d’un diamètre ^intérieur un peu plus grand que celui de l’arbre; on enfonce des coins en bois dans l’intervalle qui sépare l’arbre et le moyeu , afin qu’ils adhèrent foriemcot Fun à l’autre. Chaque aube est formée de deux planches en bois,

. DES MAailNES. ia3

telles que GH, HL(fig. lo). La planche GH est soutenue sur sa longueur par trois tasseaux en bois, qui sont fixés chacun par une clavette sur les bords d’une embrasure en foute. La seconde planche HI, inclinée par rapport à la première GH , a principalement pour objet d’empêcher l’eau de passer entre les embrasures.

Une source ou une rivière entretient le niveau de l’eau en amont , à la hauteur KL(fig. lo); le coursier NNO, exécuté en pierre de taille, est terminé par une surface cylindrique, dont la section droite est un arc de cercle d’un rayon CO, tant soit peu plus grand 'que celui CD de la roue. L« fond de ce coursier, à partir de la verticale CO, est im peu incliné pour faciliter 1 écoulement des eaux en aval. Une vanne MN, qui peut glisser sur la partie NN du coursier, règle la quantité d’eau qui sort du réservoir pour entrer dans l’espace compris entre la roue et le coursier. Les trois faces du coursier, qui terminent cet espace, sont l’une cylindrique, et les deux autres planes et verticales. L’eau de la source se déverse de la partie supérieure M de la vanne, sur les palettes N, N', et la roue tourbe avec une petite vitesse, de manière que l’eau arrive sur les aubes, et les quitte aveé une petite vitesse : elle fait quatre tours par minuté, ce qui donne pour la vitesse de l’extrémité de l’aile ( i,i ) mètre par seconde.

La vanne est mue par un mécanisme particulier. Un tourniquet TU (fig. g) ' et une roue en, fonte VX tournent sur le même axe; la roue engrène un pignon wx, dont l’arbre ab, qui traverse un mur, porte deux autres pignons,

Y (fig. ^)yy,y (fig. lo); ces pignons engrènent les crémaillères droites' “> P (fis- 9)» “» to), auxquelles la vanne est attachée.

Un grillage (fig' 9) retient les corps flottans, qui, sans cet obstacle, seraient entraînés par le courant entre le coursier et les ailes.

La roue hydraulique que nous venons de décrire a été établie sur la rivière d’Essone, j>ar M. Aitken, dans une filature appartenant à M. Feray- Oberkampf,

Quelques ingénieurs mécaniciens ont nommé les roues de cette espèce, roues de côté : la dénomination de roues à palettes et à pression est préférable.

Description des roues hydrauliques a aubes et à percussion. .

iSi. Le vannage et le coursier sont disposés pour celte espèce de roues, comme on le voit fig. 3 et f\, planche supplémentaire A, ifi"* du 1" chapitre; le fond du coursier est arrondi suivant la courhufc de la roue près de la verticale abaissée du centre de cette roue; au-delà de cette verticale, il y

u4- TRAITE , ,

a an res3aut, et (élargissement tlu canal pour faciliter l'écoulement des eau*.

vanne est inclinée , afin que l’extréroité inférieure soit très-voisihe des aubes, qui doivent recevoir le choc de l’eau. Une source entretient l’eau du réservoir au niveau LK; lorsque la vanne est levée à bras d'hommes ou par un moyen méc.'inique, l'eau sort par l’extrémité inférieure de la V!»nne, avec la vitesse due à la distance verticale comprise entre ce niveau- et le foiul du coursier, en avant de la roue; elle frappe les aubes ou palettes de cette roue; ce^ percussion leur imprime un mouveAient de rotation qui se transmet pSr l’arbre aux moteurs sccoudaires.

1 5a. On s estbeaucoup occupé de la forme et de la direction à donner aux aubes; la fig. A, pl. la, reprcisenle des aubes planes, les unes dii^^sdans le plan de l'axe de la roue, d'autres inclinées par rap)X>rt k ce plan; elles sont supportées par des tasseaux fixés sur les jantes de la roue. Quelque-, fois, l’aube est légèrement courbée comme on le voit en a, dans le .<tenS' parallèle à l’axe de la roiie. Chaejue aube plane est un petit rectangle, dont leS'deux cotés parallèles à l’axe de la roue sont horizontaux. M. Joseph ■ Morosi, de Milan, proposa (en j8ia et i8 i3).de placer sur cfiacun des côtiis non horizontaux des aubes, un rebord ou liteau , qui serait en saillie d environ 6 à 8 centimètres, sur la. face exposée ou eboe de^l’eaiu En i8a5 et 1827 , M. Poncelet, officier au rarps royal du génie, anVien élève de I École polytechnique, a publié deux Mémoires' sur une roue à aubes courbes de son invention; nous allons déciére cette houe d'après le dessin joint au second Mémoire de 1827 ' . ■ f* •

Dest rifjtioii dune Houe b^'draxdique à aubes cyhndriques. "

i53. Les fig. 3 et 4, pl. supp. A, représentent eu coupe et en plan, sur;

1 échelle de tant le dispositif de la roue et du coursier, que celui du réaervoir, du pertuis, du ressaut, du coursier, etc. I.es dimensions suivantes i sont exprimées en centimètres :

Diamètre extérieur de la roue. ..>.... 35; centimètres.' '