MACHINES SOUFFLANTES A ACTION DIRECTE

Avant les. machines à vapeur, on faisait usage dans les grandes forges et hautsfourneaux de machines soufflantes dans lesquelles Teau était la force motrice, emplpyée^ soit directement comme avec les appareils appelés trompes^ 'soit par transmission, pour mettre en jeu un appareil mécanique spécialement construit pour refouler de Tair.

Lorsqu'un établissement métallurgique possède une force hydraulique, il peut encore Tuliliser pour faire marcher un appareil souillant; mais comme on peut SiUssi y produire de la vapeur au moyen de chaleurs perdues, on préfère généralement l'emploi d'une soufflerie dont la force motrice est un cylindre à vapeur agissant directement, ce qui permet de mettre cet appareil dans n'importe quelle place de l'usine, sans transmission, et par conséquent sans avoir à se préoccuper de celle nécessitée par le moteur principal lorsque c'est un moteur hydraulique.

Les premières souffleries à vapeuir étaient formées d'une machine à balancier, du système de Watt, dont la bielle, la manivelle et l'arbre étaient supprimés et remplacés par une pompe à air formée d'un cylindre de grandes dimensions, avec un piston commandé directement par le balancier. Plus lard on voulut appliquer le système horizontal pour les qualités qui lui sont propres, c'est-à-dire simplicité de construction, emploi de la vapeur à haute pression^ grande vitesse, etc.

Comme exemple de ce système horizontal on peut citer la machine soufflante de Ji. Cadial aine, dont les deux cylindres à vapeur et soufflant avaieul leurs pistons sur la môme tige, sans aucun mécanisme rotatif, mais avec dés organes spéciaux pour opérer la distribution et limiter la course.

Néanmoins d'autres ingénieurs, et notamment HU. Thomas et Laurens, qui se sont beaucoup occupés de souffleries, ont reconnu qu'il y a avantage à conserver If. , 82

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un mécaDÏMie rolalif, non pas pour (ransinetlFC le mouveraenl «u pisloii du cjliudrc soufflant, mais bien pour assurer la succession des pulsations et appliquer ud toIuI régidalenr, sans lequel U est Eorl difficile de raardier h grande vitesse arec sécurité et d'employer utilement la détente. Un mouven^t de rotation est d'ailleurs trèscommode pour mettre en jeu les divers organes accessoires du cylindre moteur ou de b soufflerie.

En somme, une soufflerie ainsi disposée fournit un exemple de moteur à vapeur à Mlitm directe, auquel titre nous désirons le citer aclueflement.

Comme -spécimen rous représentons, Ag. 164, la leclion horizontale de la partie principale d'un appareil de ce genre construit dans loi ateliers de la compagnie des établissements Cave, sous la direction de M. Lebriifi. Celte nwcbiiM reproduit comme principe, mais avec quelques Tariantes, la dlsposilioa à tiroJra proposée, vers 18i6, par HH. Tliomas et Laurens.

On reconnaît qire cette machine comprend un moteur h vapeur ordinaire disposé liorizonlalemcnt, et dontla tige du piston A est prolongée en arrière pour recevoir le piston B d'un gros cylindreC monté sur une portion de bàli D qni est rçnda, par un solide assemblage, partie inlégronte de celui de ta mactiine h vapeur. Par son extrémité opposée, la tige de piston est reliée avec une Itielle actionnant une manivelle montée sur un arbre de couche auquel se mttuChe, por son autre bout, un appareil tout semblable, de façon que Fensemble constitue deux machines connexées par ce uiéinc arbre et par muiiivcllcs ù angle droit. L'arbre porte alors un volant, rendu plus léger par cette connexion même, et reçoit les divers excentriques de distribution (Tuir et de vaj^eur, et la pompe à uir du condenseur coorninu des deux machines.

Le point qui doit attirer particulièrement ici notre attention est la relation du

SOUFFLERIES A VAPEUR. m

moteur avec le (i*aYail qu'il efTectno, ainsi que la disposition générale du cylindre oA celte action a lien.

ILe cylindre C de la soufflerie est muni, comme un cylindre à vapeur, de canaux qui débouchent sur la lable d*une botte a renfermant un tiroir b commandé par un excentrique monté sur Tarbre du volant, c*t dont les fonctions sont analogues à celui d'une machine & vapeur, excepté qu'il opère la distribution de Tair. Ce tiroir est en rapport, par son intérieur, avec les canaux du cylindre qui débouchent à Tair libre; la bollc a communique, au contraire, par un vaste conduit c, avec la conduite principale par laquelle l'air refoulé est envoyé au foyer qu'il doit alimenter.

D'après ^cette disposition, le piston h vent, entraîné par celui à vapeur par leur commune tige, tend à faire le \ide entre lui el le fond duquel il s'éloigne, et refoule au contraire du côté opposé. Les mouveraenis du tiroir b étant combinés avec les siens, ^omme pour une machine à vapeur, c'est-à-dire à positions croisées, l'air s'introduit du dehors dans le cylindre en passant par l'intérieur du tiroir^ et, au retour du piston, est refoulé par l'orifice que le tiroir a découvert, s'écoule par l'intérieur de la boite a et les conduits qui sont en communication avec elle.

Ainsi organisée, une soufflerie à vapeur se trouve un peu éloignée de cette siiu* plicité que Ton pouvait d'abord espérer par la transmission directe amenant la suppression de tout rattirail du mécanisme rotatif. Mais, sans perdre Tavantage de cette commande sans intermédiaire, on améliore considérablement les conditions matérielles et économiques de la marche en conservant Tarbre à mahiveilcs, qui n'a plus d'autre fonction que de portçr un volant et de délimiter parfaitement la coui*se des pistons. -,

Nous devons insister sur ces motifs dont il a été dit quelques mots en commençant. Il est certain que sans volant il ne serait pas possible de marcher à délente et de réaFiser l'économie qu'elle procure^ car le piston à vapeur soumis à des pressions variables aurait une marche de même nature ainsi que celui & venl; or, on s'éloignerait de cette condition, si recherchée pour une soufflerie» de produire un courant d'air régulier, ce que Ton n'obtient à peu près, même avec des machines'à vitesses tixes, qu'à l'aide de réservoirs régulateui*s interposés sur la conduite entre la soufflerie et la buse d'échappement.

La disposition même de la machine actuelle, avec ses deux appareils connexes par manivelles à angle droit, témoigne du désir que l'on a d'obtenir une grande régularité dans la vitesse de l'air insufflé.

Avant de terminer ce que nous devons dire sur ce genre d'appareil, il est intéressant de rappeler les différences importantes qui existent d^une machine & l'autre.

Dans les premières machines, la distribution de l'air était efiTectuée au moyen de clapets placés, sur les fonds du cylindre, par séries correspondant avec l'atmosphère el avec les conduits de refoulement, et disposas pour se lever de dedans en dehors, et vice versa, par rapport au cylindre*

Depuis lor^ on a préféré pendant longtemps l'emploi d'un tiroir« oosnne dans

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l'exemple précédent. A Faide de cet organe, qui reçoit une comniande indépendante des mouvements de Tair, on livre h -ce dernier tel passage quel*on juge nécessaire, en marchant à n'importe quelle vitesse et en temps voulu, tandis que les clapets, quelle qu'en soit d'ailleurs la section, ne s'ouvrent qu'autant que l'air acquiert une pression suffisante pour vaincre celle opposée, et ne déterminent qu'une ouvei*ture restreinte et limitée h reObrt même développé pour les soulever. Cependant, les tiroirs ont aussi leurs inconvénients, parmi lesquels on pourrait citer les frottements qu'ils occasionnent, et par conséquent la force qu'ils absorbent. Aussi tout récemment; M. Fossey, ingénieur-constructeur français, établi en Espagne, a imaginé de substituer aux clapets et tiroirs des disques tournants appliqués contre les fonds du cylindre, lesquels sont percés d'orifices rayonnants en rapport avec des lumières semblables appartenant aux disques; ces derniers sont en communication permanente, par série, avec l'atmosphère et avec une enveloppe dont le cylindre est muni et à laquelle est joint le conduit de refoulement.

Ces disques reçoivent un mouvement de rotation continu très-doux et d*une vitesse très-modérée, car il suffit qu'ils tournent, par chaque coup simple de piston, de l'angle déterminé par l'un de leurs orifices. Si, par exemple, le disque tournant est percé de 8 orifices, 4 débouchant à l'air libre, et 4 communiquant avec le refoulement, il devra faire un huitième de tour par coup de piston simple, soit un quart par coup double, puisque chaque côté du cylindre doit communiquer alternativement avec l'atmosphère et avec le conduit d'air refoulé. En supposant que la soufflerie donnât 4s coups doubles par minute, les disques devraient faire 12 tours dans le môme temps (1).

L'auteur de cette ingénieuse disposition fait remarquer que l'un de ses avantages est d'annuler presque complètement les espaces perdus, à ce point que si les faces du piston étaient garnies d'une matière un peu élastique, de façon à pouvoir les faire coïncider à fin de course avec les fonds , pas une parcelle d'air ne resterait dans le cylindre.

Il insiste aussi, avec raison, sur la fonction douce, régulière et exempte de chocs des disques tournants, dont la vitesse lente peut être conservée, pour ainsi dire, indépendamment de celle même de la machine. En e£ret,«n multipliant le nombre de leurs orifices, on réduit proportionnellement leur vitesse de rotation. Nous venons de voir qu'avec 48 coups doubles et 8 orifices, les jdisques font 12 tours; si l'on voulait construire une machine tournant plus vite , faisant par exemple 60 tours par minute, et conserver cette vitesse de t2 tours pour les disques, ceux-ci devraient présenter 10 orifices ; car cela ferait 120 orifices passant par minute, soit 1 par coup simple de la machine, etc.

Comme modification h la structure générale des souffleries à vapeur, nous citerons une disposition dans laquelle les deux cylindres occupent les deux extrémités opposées du bftti et l'arbre du volant une position intermédiaire.

(t) Nous ayons donné avec deuils le dessin et la description de cette noimBe soi|fiori»dana te 11* volume de la Publication industriels.

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En6n on s'arrange quelquefois de façon à faire passer l'air refoulé par Tintérieur du tiroir, qui se trouve alors tout à fait découvert el extérieur. C'est une facilité acquise pour le commander, en supprimant les tiges frottant dans des garnitures ; mais on est obligé de le tenir lui-même dans des glissières fixes et étanchés, sans quoi il serait soulevé par la pression de Tair et le laisserait échapper.