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Distance touU pATcoarne.

Vers la fin du second voyage, quelques-uns des joints de la chaudière laissèrent passage à l'eau. L’expérience se trouva interrompue , et M. Erickson déclara se retirer du concours. Les expériences que nous venons dp citer ont été, comme on le voit^ trop peu prolongées pour que l'on puisse ai tirer aucune conclusion positive.

La Persévéï'once ayant éprouvé quelqu’accident dans son transport à Liverpool , et ne s’étant pas trouvée d'ailleurs conforme aux vues de la compagnie , M. Burstall se retira également du concours.

Le prix fut definitivement décerné à la Fusée de M. Stephenson , qui avait satisfiût à toutes les conditions imposées par la compagnie.

Nou^ allons donner une description, rapide du mode de construction des dilfécente!^ machines que nous venons dé ciitor, : nous

DES CBEMISS DE PER

présenterons en même temps quelques remarques sur les perfectionuemcns auxquels ont conduit les expériences de LiverpooL

La chaudière A de In Fusée, fig. 3 et 4 > W- XII, est cylindrique et terminée par deux surfaces planes; sa longueur est de 6 ^- (i’. 83 ) et son diamètre de 5 '* 4 ’”' ( i".oi ). A l’une de scs extrémités est placée une boîte carrée , ou fourneau B de 3 '' ( 0-.9 1 ) de long sur ( o“.6 1 )

de large et 3 '*' (o’.g i ) de hauteur. Ce fourneau porte îi sa partie inférieure les grilles du foyer F ; sur toutes ses autres faces , excepté celle qui est placée du côté de la chaudière , il est entouré d’une double paroi qui comprend un espace de S*”' (0-.076) de largeur, constamment rempli d’eau. L'n tuyau C, placé latéralement , communique avec la chaudière , et lui fournit constamment l’eau nécessaire à son alimentation; un second tuyau I), fixé sur la partie supérieure du fourneau , conduit la vapeur dans la chaudière.

La moitié supérieui e de la chaudière sert de réservoir pour la vapeur, et la moitié inférieure est remplie d’eau. Dans cette seconde partie sont placés des tubes de cuivre cpii régnent sur toute la longueur de la chaudière , fig. 4 , et qui aboutissent d’une part au foyer, de l’autre à la cheminée. Ces tubes sont au nombre de 25 , et ont 3 '“ (o'.oyfi) de diamètre. Les cylindres sont placés de chaque côté de la chaudière, comme l’indicjue la figure 3 , et n’agissent que sur une seule paire de roues; leur diamètre est de 8'”' (o”‘2i ), et la course des pistons de t6^ 7 (o'"' 4 ' )• Quant aux grandes roues, elles ont 4 ’’'' (i”‘42)

de diamètre. I.e tirage qui détermine la combustion est activé par le courant de vapeur qui passe dans la cheminée à l’aide des deux tuyaux E. L’étendue de la surfacef de liquide qui entoure le fourneau, et qui se trouve ainsi exposée à l’action directe du calorique, est de ao*"'’ (i“'‘86), et la surface exposée à l’air chaud et à la flamme est de 117^' 8 ( io"'g4); la .surface de la grille est de 6’’*' (o'^ SG).

La Sans-Pareille de M. Hackw’orth est construite d’apris le môme principe quç la ^u$ée. La combustion est également déterminée par le

Ht TRAITÉ PRATIQUE

tirage de la cheminée et parle courant de vapeur qui s'introduit dans

la cheminée à sa sortie des cylindres.

La fig. 5 , PI. XII, indique la forme de la chaudière, qui est cylindi ique, et terminée d’un côté par une surface plane , de l’autre par une surface arrondie. Son. diamètre est de 4 '''^ (l'^ay), et sa longueur de

6 ^' ( i"' 83 ). Les cylindres sont placés de chaque côté du bouilleur et immédiatement au-dessus de l’une des paires de roues ; les deux paires sont d’ailleurs réunies ensemble par des tiges horizontales. Le diamètre des roues est de 4’’*' 6'” celui des cylindres de y''"' (o“ i8),

et la course des pistons de i S'” (o "'45 ).

Le foyer se compose d’un double tube qui, après avoir traversé la chaudière , se retourne sur lui-môme et vient aboutir à la cheminée C, près de la grille bb ( fig. 6, PI. XII. ). Ce tube dépasse la chaudière tic 5 ’“ (o"‘9i) environ, et du côté du foyer son sommet est entouré d’un espace demi-circulaire. On augmente ainsi l’étendue de la surface chauffée , et l’on obtient un tirage plus actif que si la grille était entièrement renfermée dans la chaudière.

Le diamètre du tube, qui est de a'*’ (o"’6i ) près du foyer , se réduit à i 5 (o'"' 38 ) à son débouché dans la cheminée; la longueur de la grille est de 5 ’’'’ (i“' 5 a), et sa .surface de lo*^ " (o“-" 92 )v D’après cela , la surface de liquide exposée à l’action directe du feu est de i 5 '*• 45)^ et celle qui reçoit l’action de l’air chaud et de

la flamme est de 74^^ “ 6 ( 6”' 92 ).

Dans la machine de MM. Braithwaite et Erfcksou , la Nouveauté , le mode de production de la vapeur est tout différent. Le bonilleur A est plein d’eau dans sa partie inférieure, et sert dans sa partie supérieure de réservoir à la vapeur, il communique avec le bouilleur horizontal B , dont le sommet est situé au-dessous du niveau de l’eau contenue dans le premier bouilleur A, et qui se trouve ainsi constamment plein d’eau. La vapeur produite dans le bouilleur B passe dans le récipient à l’aide du tuyau H. Un cyh'ndre vertical C (fig. 7 et 8 ,

ii3

DËS 'CHEMINS DE FEE

PI. XII ) , traverse le bouilleur A , et s’élargit vers sa partie inférieure pnour recevoir la grille du foyer F. Ou verse le cltarbou par le sommet du cylindre , que l’on referme ensuite à l’aide d’un couvercle. L’extrémité inférieure du foyer est complètement fermée; l’air est fourni par le ventilateur D (fig. 7), lequel est mu par la machine, et communique avec le foyer à l’aide du tuyau E (fig. 8). L’air, après avoir traversé' Ib foyer, passe dans le tube eec placé au milieu du bouilleur horizontal , et s’échappe dans l’atmosphère par le tuyau G. Le cylindre K n’agit que sur l’une des paires de roues de la machine ; les deux paires sont réunies l’une à fautre, Lorsqu’on le juge nécessaire , à l’aide d’imc chaîne semblable à celle des anciennes machines. L’étendue de là grille est ici dè i''-'*' 8 (o“'"‘ 17) environ. La surface du loyer est de '*• 5 (o"‘'*‘ 88), et celle dutubeceede 33 '‘‘'*‘( 3 ”'“- 16).

La machine de N. Burstall ne nous a pas paru combinée de manière à concilier la vitesse avec l’économie de combustible. La chaudière était simplement formée d'un cylindre vertical , et la flamme, ainsi que l'air chaud , s’échappaient immédiatement dans la cheminée sans avoir abandonné leur excès de chaleur. Aussi ne croyons-nous pas utile de dbnner une description détaUIée de cette machine. Nous remarquerons cependant que , bien que Fensemble de sa construction la rendît impropre à remplir les vues de la compagnie , elle présentait dans quelques-unes de ses parties des dispositions fort ingénieuses.

Quant à la nrachine de M-. Brandreth , nous en avons déjà parlé précédemment.

La table suivante indique- aussi exactement que possible les résultats fianmis par les diverses machines dont noos venons de parler

2i4 traité pratique

TA RLE Vr.

NOMS DES MAGHLNES.

•car ACt de

la ï'ille ,

SCRFACe

eaierÎMirc dn foyer.

«vtrACK eipo»«e a Tair rluad et à la ilaomc.

rOLÏJME *

d'eau rafociftée par heure-

de eombufti* ble per caètte cube d'eau vaporiaée.

ni.e.

14 k Futée

Ll Saos-PareiUe

La Nouveauté.

ADcicune& machines. . . .

Oa voit dans la table pré(;édente rjue la Fusée ofl’re sur les anciennes machines une économie notable de combustible, en admettant que le coke et la bouille produisent la môme quantité de chaleur. Cet avantage est entièrement dà.à remploi des tubes de petit diamètre, qui présentent une plus grande sprfafK à l'eau coptenue dans la chaudière. Cette disposition a été adoptée d’après l'avis de M. Booth , trésorier de la compagnie du cliemin de fer de Liverpool à Manchester ; et depuis l'introduction des machines locomotives, aucune invention na plus puissamment contribué à leur perfectionnement. Eu effet, tout en domiant à la grille une étendue moindre qu'à celle des anciennes machines, ou iuigmente dans le rapport de i,86 à i,o6 la surface exposée à l'action directe du feu , et dans le rapport de 4 ît < environ la surface exposée à l'air chaud et à la llanjme. De plus , dans les machines anciennes, le tube traversé par la flamme et l'air chaud, ayant 33'°- de diamètre, présentait une section de SSo*” , dont le contour extérieur n’était que de 6g'*' ii. Dans la Fusée^ la section de 35 tubes de 3 '* de diamètre chacun , est de i yÔ'*’'"-’ 7 , et son contour de aâS'* 6i ce qui établit un rapport beaucoup plus grand entre la surface chauffée et le volume d’air qui traverse le foyer.

Nous nous trouverons conduits à des observations analoguesen comparant /a i^usce avec la Sans-PareiUe. Dans la première de ces machines,

DES CPEMIES. DE FER. ii5

le rapport entre la surface ej^térieuiv du foyer et l’éteudue de la grille est de 3,33 : I ; tandis que dans In Sans-Pai'eille , comme dans les anciennes machines, ce rapport n'est que de »,5 ; i. Dans la Fusée , la surface exposée à l'air chaud est à la surface de la griUe comme 1 9,66 : 1 ; dans la Sans-Pareille, ce rapport est de 7,5 : 1 . Enfin , dans Tune comme dans l’autre, La section des tubes est de 176'“ '7, tandis (jue le contour extérieur de cette section est dans l’une de 47’”' 12, et dans l'autre de a 35 '*' 6 . Ges différences expliquent suflisammeut l'économie de combustible que présente Ui Fusée sur les autres macliines.

Il est à remarquer que la Sans-Pareille dépenst: plus de charbon que les anciennes machines locomotives , bien que la surface de sa chaudière soit beaucoup plus grande relativement à. l'étendue de la grille. Cette dreonstanoe exige quelqu'explication. Nous avons déjà ditqne, lorsque l'on mit pour la première fois en usage les bouilleurs composes de plusieurs tubes, on reconnut la nécessité de faire passer la vapeur dans la cheminée, à sa sortie des cylindres, pour produire un tirage suffisamment actif. M. Ilackworth , dans la construction de sa machine, atvait eu recours à ce mode de tirage et en avait, beaucoup augmenté l'énei^c , en faisant passer dans la cheminée un jet continu de vapeur. Il atteignit ainsi le but qu'il se proposait, ou plutôt il le dépassa. Car, dès que la machine commençait à marcher avec une vitesse de 13 à i 9 . 3 ia'''à le tirage devenait tellement actif,

que les résidus de houille étaient rejetés avec force hoi's de la cheminée, et qu’il se produisait une perte énorme de combustible. Aussi la consommatimi de sa macliine s'élevait-elle au moins à 692"'* do houille ( 3 i 3 ^^* 8 €) pur heure. Celle delb Fusée, en supposant qpe la surface da foyer fût. la même, c'est-k-dire de (o"’'*' gS), n’eût été, dans le. même ^ temps, que de 36 1 ( i 63 ^'- 68 ),. c’est-à-dire environ moitié moindre. Ou peut expbquer' ainsi l'anomBlie apparente qu’offre lamachin&d'HackiTDrth, comparée anx.macbines anciennes. 1 On voit qu'il âmt attribaet est excès de dépense de honUle à 1 r rapidité de . la. combustion et au pca. d’étendue de> la surface <Mpaeée à l'action du feu , ,

ii$ TRAITÉ PRATIQUE

circonstances qui laissent échapper l’air et la flamme à une température très-élevée.

Les considérations précétlentes nous conduisent à une remarque importante. Il n’est pas douteux que, par l’emploi convenable de tul>es d’un petit diamètre, on ne puisse réduire la flamme et l’air cliaod, avant leur passage dans la cheminée , à peu près au même degré de température que l’eau de la cliaudière. De cette sorte feau absorberait toute la chaleur utile , et l’on obtiendrait probablement ainsi la plus grande économie possible dans la dépense de combustible. Mais peut-être ne serait-il pas convenable d’atteindre cette limite; car, du moment où les températures de l’eau et de la flamme deviendraient à peu près ^ales , l’absorption de la chaleur serait si lente , qu’il faudrait employer des tubes d’une longueur démesurée. On peut donc supposer que , dans tous les cas, la température de l’air qui passe dans la cheminée est supérieure à celle de l’eau contenue dans la chaudière. Toutefois cette chaleur sera généralement insulBsante pour donner au tirage de la cheminée l’activité convenable , et l’on devra , pour obtenir ce résultat , sacrifier une plus grande partie de la dialeur de la flamme ou rejeter dans la cheminée la vapeur qui sort des cylindres.

Cette dernière méthode est probablement la plus économique; mais, quand il n’en serait pas ainsi, elle nous paraîtrait encore seule admissible, surtout pour des machines destinées à marcher avec une grande vitesse. Dans les machines locomotives, en effet, la vitesse dépend essentiellement de la quantité de vapeur qui peut être produite dans un temp donné , et par suite de l’activité de la combustion. Or, dans le système que nous indiquais, le courant de vapeur qui détermine le tirage devient plus rapide à mesure que la marche de la machine s’accélère ; et, l’activité de la combustion augmente , en même temps que le jeu de l’appareü exige la production d’une plus grande quantité de vapeur. Dans la Fusée , ce mode de tirage était mis en usage ; mais l'ouverture des tubes qui rejetaient la vapeur dans k cheminée n’était pas assez étroite pour juoduire un courant très-actif. • -i .

La Nouveauté présente, comme nous l’avons vu, un système de tirage essentiellement différent. Le courant est produit par un ventilateur qui amène l’air dans le foyer, en lui faisant subir un haut degré de compression, ce qui rend la cheminée inutile. On peut juger de l'état de condensation de l’air, en remarquant que la section du tuyau qui le rejette dans l’atmosphère est vingt-cinq fois moindre dans cette machine que dans D’un autre côté, la température du foyer doit être beaucoup plus élevée <jue dans cette dernière machine, pour produire la même quantité de vapeur dans le même temps; car l'étendue de la grille n’est que le tiers de celle de la l'usée, et la surface exposée à la flamme et à l’air chaud a une étendue deux fois moindre.

U serait très-important de pouvoir déterminer exactement la puissance de vaporisation d’un appareil ainsi combiné, et il est fôcheux que les expériences entreprises avec la Nouveauté n’aient pu être continuées assez long-temps pour arriver à ce but. Nous pensons qu’en théorie ce système doit 'produire une économie notable de combustible ; mais oa peut faire contre son emploi quelques objections pratiques, telles que la prompte destruction de la grille du foyer, et la perte de force résultant du mouvement du ventilateur. C’est à l’expérience à décider si l’économie de combustible peut compenser ces inconvéniens.

Avant d’aller plus loin , nous devons remarquer que les accidens survenus à laNouveauté, lors du concours de Liverpool, n’étaient pas dus à quelque défaut dans la combinaison de cette machine , mais seulement à un vice de construction ; en effet, la chaudière horizontale, dont le diamètre n’était que de la*”' (o”‘ 3o), se trouvait iravei'sée trois fois par le tube destiné à livrer passage à la flamme et à l’air chaud. Or, ce dernier avait 4 '”' (o“mo) de diamètre à son origine et S*"- (o'“’ 076) à son extrémité; en sorte qu’il ne restait que très-peu d espace entre ce tube et la partie supérieure de la chaudière. D’un autre côté, la température de la flamme étant nécessairement très-

»i8 TRAITÉ PRATIQUE

élevée, lorsque la machine marchait avec une grande vitesse, la production de la vapeur était trop rapide pour permettre à l’eau de remplir entièrement le houilleur horizontal. Le tube, se trouvant ainsi découvert, a dû céder à l’action de la chaleur et de la pression. Cet inconvénient, comme on le voit, pouvait être facilement évité.

Nous allons actuellement faire connaître quehjues perfectionnemens qui ont été apportés dans la construction des machines locomotives.

Depuis les expériences de Liverpool, on a fait subir à la Noweauté plusieurs modilica lions. On a établi d’une manière plus convenable la communication entre la chaudière horizontale et le réservoir de la vapeur , afin de prévenir le retour de l’accident dont nous venons de parler; un cylindre particulier a été tlisposé pour mettre enjeu le ventilateur ; enfin on a exécuté quelques auties changemens de moindre importance. M. Vignole a ensuite entrepris une expérience, avec lamadune ainsi modifiée, sur la partie de chemin de fer qui avait servi pour le concours de Liverpool.

Expkbience XII. — Dans celte expérience, la machine a transporté à la distance de 30"““ 8j3, i7“"'3 à 5'"'' aa4, et enfin i à 33™''' 2o5 , ce qui équivaut à un poids de 960' “■ 46 transporté à la distance d’un mille ( 1569'“ 58 transportés à 1“^). La vapeur a été formée en 3a', et la quantité de cliarbon consommée pendant ce temps a été de fia'"' (a8‘“'4o). La consommation totale, pendant la diuéede rexpérieuce, s’est élevécà 588'"’ (266^^ 60), c’est-à-dire à o'” 6i3 environ par mille et par tonneau, non compris le poids de la machine (o‘“- 17 par tonneau et par kilomètre). En tenant compte du poids de la machine, qui est de 4‘°*' (4‘ )> ccMisommation n’est que de

o'"‘55 par tonneau et par mille (o‘"’ lüa par tonneau et par kilomètre); et enfin , si l'on suppose qne le poids des marchandises forme les deux tiers de la chaîne totale, la dépense de combustible est de o^' qiS par mille et par tonneau de marcliandises (o^'*254 par toi>- Beau et par mille). Le temps employé à faire un voyage complet a été de 6*'' r5'. La vitesse moyenne entre les deux statiom s’est élevée à

nss CUEMINS DE FER.

8 "*’'o 5 ( 1 3“°"'674) par heure , et la vitesse moyenne poiu- toute la durée de l’expérience à 6"'' (9‘“'“'655) environ. Le ventilateur était mû par un cylindre particulier, ainsi que nous l’avons dit, et il a fonctionné pendant le temps total de l’épreuve. Ainsi la machine a dépensé toute la vapeur qui pouvait être produite en 6'"’ 1 5'.

V M. Stephenson a également perfectbnné le mécanisme de la Fusée; il a augmenté l’activité du tirage | en faisant passer dans la tiieminée un courant de vapeur plus puissant, et il a ainsi reD4n 1> cliaudière capable de produire dans le même temps une plus grande quantité de vapeur. Une expérience a été faite avec cette machine ainsi modifiée, et elle a fourni les résultats suivaus:

* Expébienck XIII. La machine a transité un poids de 57'°"-a5 à g"''en 4t' i8'; tm poids de 4«‘“75 à 3“" en i3' i5"; et enGn 46*”'25 k 3““ en i5' 8*. Elle a ainsi pai-coura 1 5"“' (24140"') ®vec une vitesse moyenne de i3“*‘-j ( 2 1 45o“‘ ) par heure, et une cliarge moyenne de [dus de 4o'*‘' (4 o"*^ 3). On n’a pas tenu note de U quantité de oonabustible dépensé; quant à la tension de la vapeur, elle n’a pas dépassé 5o“’- par pouce carré ( S"**”- -j).

M. Stephenson a encore entrepris deux expériences sur la même portion de chemin de fer avec le Météore et la Flèche.

Expêrierce XIV. Le Météore portait une chaudière munie de 90 tubes de (o-'o5) de diamètre chacun; la surface de la grille était de gr.ar. (o" '-56); l’étendue de la surface extérieure du foyer de 20 ^

<1 "‘Sô ), et la surface exposée à l’air chaud et à la flamme , de 1 3 B'’*' “' 8 (12” go). Cette machine a transporté 34 ‘"*' t ( SS*"* i o) à ime distance ^de 43 "'' T (70^''“" ) avec une coirsommation de (644*^74)

de coke , et une vitesse moyenne de i o à 1 2"''' ( 1 flogS*’ à i g 3 1 1 "•) par :heure, cequi équivaut à 1 5 oo‘°"‘ environ transportés à i mille(243o'"' environ transportés à i ). La consommation de houille , en comprenant dans le poids total du convoi la machine et le diariot d’aqqirovisionneinenti.€Bt de o‘*’78 par tonneau et par mille (o‘'''22 par ton.

Dtyi'j

id i)y GoogU

et kilom.), ou tle o“'94(o^^'27 part, etk.), non compris la machine et le diariot d’approvisionnement. En supposant, comme précédemment, (pie les inarcliandises forment les deux tiers du poids total du convoi, cette consommation est de par mille, et par tonneau de mar-

(Jiandises ( o‘*' 4o par tou. et kilom. ).

Expérient.iv XV. La Flèche, de même construction que la machine précédente, portait une chaudière munie de 92 tubes de ai”' (o-'o5) de diamètre chacun. La surface de la grille était de 6'" *"• (o" * 56 ), et l'étendue de la surface du foyer de 20’" “' ( i” ‘ 86). La machine a transporté 2 S'""' à une distance de 36 “’’ j , et Sa*”"' 4 à 6 "*', ce rpii équivaut à 1208*^ transportés à (I972'”' transportés à i“°“ ). Sa vitesse moyenne a été de 12"“' ( igôi i“0 par heure, et la dépense totale de combustible de ioo8'"' ( 457 ‘‘ ). D’après cela on voit qu’il a été dépensé dans cette expérience o'’’ G7 de houille par ton. et par mille (o“ i 8 par ton. et kilom. ), ou o '''‘85 (o^‘ 25 ), non compris la machine et lechaiiot d’approvisionnement, ou enfin 1“' 25 (o^''- 34 )pourlachai^ utile seulement. Ces résultats sont indiqués dans la table suivante