PRINCIPE DU FONCTIONNEMENT

On connaît cet instrument de physique appelé eudiomètre, et avec lequel on opère la iynthhe de Veau. Nous devons rappeler comment se fait cette belle expérience.

L'eudlomètre est un tube en cristal très-fort, ouvert d'un bout et fermé de l'autre, avec une armature à cette dernière extrémité, laquelle présente deux bouts de tiges métalliques pénétrant à l'intérieur du tube et permettant d'y faire éclater une étincelle électrique.

On plonge verticalement, par l'extrémité ouverte, l'eudiomètre rempli d'eau dans une cuve contenant de ce même liquide, qui se soutient dans le tube sous l'influence de la pression atmosphérique; puis on fait passer dans l'instrument un certain volume d'hydrogène et d'oxygène mélangés.

(i) Le motear Lenoir est complètement décrit dans le un* ? olame de la Publication induttriâUê.

Si, dans cet état, on fait éclater une étincelle dans ce mélange des deux gaz, ceux-ci se combinent en formant de Teau qui se manifeste h l'état de vapeur possédant une force expansive considérable.

Par Teffet de cette pression, Teau du tube est vivement déprimée et serait rejetée complètement au dehors du tube si les volumes de gaz introduits n'eussent pas été proportionnés à la capacité.

Peu à peu cette Vapeur d'eau se condense, le niveau de Veau se relève dans le tube et, si les volumes relatifs d'hydrogène et d'oxygène correspondent exactement à la composition élémentaire de Teau, aucune partie gazeuse ne se montre pins dans le tube qui se trouve à la fin complélemeut plein d'eau, comme avant l'introduction des gaz.

La combinaison de ces deux gaz ne s'opère pas exclusivement par l'électricité et

se produirait aussi avec une flamme quelconque, ainsi que le prouvent les explo-

.sions qui ont lieu fréquemment avec le gaz d'éclairage, et^ en un mot, un mélange

d'hydrogène et d'oxygène constitue un des détonants les plus énergiques que la

âcience signale.

Le moteur Lenoir a pour base celte combinaison. Cependant ce n'est pas positivement V explosion qui est utilisée, c'est la force expansive de l'air atmosphérique dilaté par la chaleur dégagée au moment de la combinaison. On n'y fait pas non plus usage (ce qu'il est néanmoins possible de faire) de gaz purs, comme dans Fexpérience citée : on mélaifge simplement une certaine quantité d'hydrogène bicarboné (gaz d'éclairage) à l'air atmosphérique, mélange dont les explosions assez fréquentes ont suffisamment vulgarisé l'efficacité.

Pour opérer la combinaison du mélange, on fait usage d'un appareil d*induction désigné par le nom de son inventeur, M. Ruhmkorff, et qui produit une succession d'étincelles électriques comme on en obtiendrait, mais dans des conditions moins favorables, à l'aide d'une machine électrique qui recevrait un mouvement continuel. On verra plus loin le détail de cet appareil spécial.

Enfin, l'ensemble de celte opération s'effectue dans un cylindre muni d'un piston qui en transmet les effets à un arbre à manivelle comme dans une machine à vapeur, dont celle-ci possède à peu près toute la structure ordinaire.

Nous allons examiner la construction de cette machine dans tous ses principaux détails.

ENSEMBLE DE LA CONSTRUCTION (fig. 4 a 40, PL. 50)

La fig. 1 est une vue extérieure, en élévation longitudinale, de la machine toute montée, et de son appareil distributeur des étincelles aux inflammateurs;

La fig. 2 en est un plan horizontal, le cylindre moteur vu en coupe;

La fig. 3 est une section verticale passant par le milieu du cylindre suivant la irgnel-3 du plan; .

1 fig. 4 monlre en détail, à une échelle double des figures précédentes, les deux ités dans lesquelles arrive le gaz, le tiroir de distribution et les lumières luction du gaz et de Toiir dans le cylindre; 5 représente le tiroir de distribution en projection verticale ; est une section transversale passant par l'axe des orifices du tiroir qui ^r Tair et le gaz dans l'intérieur du cylindre; Mque, en section, le peigne séparateur du gaz et de l'air, qui est placé *s d'introduction ; détail, moitié grandeur d'exécution, d'une portion du tiroir de

n section, un des inflammateurs;

à l'échelle de 1/5 d'exécution, un petit appareil composé de

, et qui était destiné à envoyer, à l'intérieur du cylindre,

. pour additionner son action expansive à celle de l'air dilaté.

.1 GÉNÉRALE OU MOTEUR. — Cotnme OH Ic remarque à Tinspection de ces

^wies, la disposition d'ensemble de celte machine ne diffère pas sensiblement du

type général des machines à vapeur horizontales. Le cylindre moteur A est fondu

avec son enveloppe qui porte, sur ses faces diamétralement opposées, des bossages

a, destinés à recevoir les réservoirs à gaz et les tuyaux de sortie des produits de la

combustion. Près de ces bossages sont ménagées des surfaces planes parfaitement

dressées, contre lesquelles sont ajustés les tiroirs de distribution T et T.

Le cylindre est en outre fondu avec un double empattement au moyen duquel il est solidement fixé sur le bâti en fonte B, par les boulons b. Ce bâti est creux, à parois planes, et disposé pour recevoir les organes nécessaires à la transmission de mouvement. Ceux-ci sont établis exactement comme dans les machines à vapeur ; l'arbre coudé C, supporté par les quatre paliers C^ est relié par la bielle à fourche U à la crosse de la tige p du piston P. Le mouvement rectiligne de va-et-vient de cette tige est assuré par le guide d, qui fait partie de la petite colonne en fonte D^ boulonnée sur la tablette du bâti.

Une poulie-volant V est appliquée à chaque extrémité de cet arbre, et deux excentriques E et E' sont calés de chaque côté de la manivelle pour faire mouvoir les tiroirs de distribution T et T.

Le piston P est fondu d'une seule pièce avec des évidements intérieurs^ et deux petites cavités circulaires sont ménagées dans son épaisseur pour laisser pénétrer le bout des inflammateurs, qui saillissent un peu des couvercles, afin de diriger l'étincelle vis-à-vis des canaux d'introduction du gaz. La garniture du piston est composée de deux anneaux en bronze engagés dans des cavités rectangulaires ménagées à la circonférence du plateau.

Arrivée et distribution du gaz et de l'air dans le cylindre. — Le robinet G* (fig. 1 ) étant ouvert, le gaz arrive par le tuyau à deux branches G' dans les deux capacités ou réservoirs G, fondus d'une seule pièce et rattachés au cylindre par les boulons V vissés dans les bossages a, qui sont fondus avec l'enveloppe (fig, 2 et 4).

Ces réservoirs, constamment alimentés de gaz^ le laissent échapper par les ori^

4^ Ji^-?r!li A -.^?£r3.

fbV3i fi^rSstmgiiisar'^ t \a,i^.l. ult*r3r.!i^eîiw*nt TiiT.?rs ?1 ^rmés par le IktMr dt <l4«»r h'itîAn T. <»^u^ lîi-*» -într* .t^ «Kaees lr-»aât?«s. mi?naci»es à Tiîiii^eloppc da

Le ir vr T» îAn^-manl«nf»ni >^ii** inar :î* .rt^ Jti !)i)ssa2p s r. est (bniii en hronae rf mi^ i^ii«> Di»','!;*, ■»♦ ^<i ii^-;': >v.r*:ui!*is arasement, «ir tiiiilis lenr haotenr, des é''.iienu»:n*s^ rv^su\\::iiillc^ wi fermant toix cinaux ouverts -j ci y, par ksipieb

Od lir ^îrt tljitrtiiu* i /'nt*-r:»*nr Di ••7!îiiâir», ùieroàd^^iment â iroîle et à gauche^ >Uï ;n<-tAn, p«ir icu»; ^îrie •!' ïniJU:£!i r*^îanirniair^ ^s fiç- 5, * et 8 , méiia^ duis r'»yvïi<««»nr 'Ut îa >^v^ ^^^ .Iriir, et limt .a ii*-isoa e^ obteniie aaiiireUeiiient par V'tyï*^iétxï\eat iUt^ ^rj^ tahea ^ -pi inimeat accès i l'entrée da sai dans le

O^ toty^, ^iiî a'''>nt iiie 2 ouXmetres le «iûiiiiéirer fbat partie dn tiroir^ et, i cet HIeff siont fùfi4ii)$ 4'tiQ«( ^*nie pïei!ii i-vee nue rêtrie en broiue râEée sur sa bce externe, dn o\\é 4» riâertoira i zax.

^r eetle eomhf ruii^yxi, les oriâ4:es «in tîroir JoniKflt accès aa fcaidaBS Fintérietir du e^Virulrt fMrr le ernifiiiit /^^ oo ce ri2 tn^erse répaisâeor da tiroir sans que le irt^tangre soit pr/»itte par les tabès f^ tan^lis qœ Tair drcnie loot aoloor en péQé* If ant d«%m le cylindre mofenr par les ouTertares « fiz. 3 *,. qai ont li millimètres Ae hmttenr et $,S millimètres de larzenr.

Afin qiie fout^ les f eînes alternées de znz et d'air poissent entrer, sans mélange et «aiM altération d'épaîiâear relative, jasque dans Tîntèrieur même du cyUndre, les deiix eondoifs f sont àWisés en petites cases par le peigne I, tu de lace et en rectum f erticale* llg« 6 et 7.

Ce peigne est formé d'une plaque en bronze sur laquelle sont rapportées de petites dotsons formant autant de capacités ou corridors distincts; les plus étroits t sont plae^;s vis-à-vis des tulies f, qui amènent le gaz, tandis que les plus larges t^, formant le prolongement des orifices f , donnent issue à Tair atmosphérique.

Il résulte de cette disposition qne toutes les couches alternées de gaz et d'air con* senrenl forcément à chaque aspiration du piston, jusque dans le cylindre moteur, leur ordre de superposition. Dès que le jeu du tiroir a déterminé la fermeture de la lumière d'admission, l'étincelle électrique, produite à ce moment précis, enflamme les fliels gazeux qui brûlent aux dépens de l'oxjgène emprisonné, en transmettant au fluide environnant la chaleur développée par cette combustion interne.

Sous l'action expansive, soit des gaz chauds produits par la combustion, soit de Tair non brûlé, mais échanflë par elle, la course du piston s'achève pendant que le tiroir d'émission laisse échapper dans l'air les gaz plus ou moins détendus, et à une température encore très-élevée, qui ont rempli le cylindre dans la caimcité correspondante à la face d'arrière du piston ; les mêmes phénomènes se reproduisant ensuite, mais en sens inverse, on obtient ainsi le mouvement rectiligne alternatif du piston qui se transmet à l'arbre dans les conditions ordinaires.

ÉciUPPEMKNT DES PRODUITS DE LA COMBUSTION. — Après chaque Cylindrée , quand le piston est arrivé à Tcxtri^mité de sa course, les produits de la combustion s'échap-

pent par les orifices rectangulaires j (ig. 2) ménagés aux. extrémités du cylindre, vis-à-vis les orifices d'introduction. A eet effet, le tiroir Ty commandé par Texcentrique E^ démasque l'orifice d'échappement j et laisse passer ces produits» qui traversent alors l'un ou l'autre des conduits / ménagés à l'intérieur des boites en fonte J, pour se rendre dans les tubes d'émission J'; ceux-ci se réunissent en un seul conduit J*, lequel, prolongé en dehors de la salle dans laquelle la maclxine fonctionne, fait l'office de cheminée d'appeh

Le tiroir d*échappement T' est construit et fonctionne comme celui d'introduetion T, si ce n'est pourtant que les orifices d'échappement du premier ne présentent chacun qu'une ouverture rectangulaire, tandis que dans le second 1rs orifices d'introduction sont divisés, comme nous l'avons vu, pour éviter le mélange du gaz el de l'air.

Les boites cylindriques en fonte J, qui renferment les conduits d'échappement/, ont pour but d'établir une symétrie d'aspect avec les réservoirs à gaz G, et de permettre de rafraîchir les parois de ce canal en établissant autour une circulation d'eau.

Système rafraIchisséur des parois du ctlindrc moteur. — Par le fait des combustions énergiques et successives qui ont lieu dans le cylindre, il se fait un dégagement de chaleur à une température très-élevée, qui; transmise à des parois métalliques, conduirait le cylindre, le piston et les tiroirs de distribution à une détérioration rapide. Pour éviter cet inconvénient, une circulation d'eau continuelle, établie dans l'euveloppe du cylindre, refroidit ses parois et celles des conduits d'émissiçn.

Voici comment celte circulation est organisée.

L'eau est amenée, par un tuyau k (fig. 2), dans l'une des boites J qui entourent les conduits d'émission. Une communication est établie entre ces deux boites par un tuyau horizontal kf (fig. 3). De la seconde boite J, l'eau pénètre par le tuyau K dans l'enveloppe du cylindre pour s'échapper ensuite par le tuyau K' (tig. 1), qui la déverse dans un vaste réservoir disposé ad hostie ce réservoir elle est ramenée, suffisamment refroidie, par le tuyau k mis en communication constante avec lui. On remarque donc que c'est toujours la même eau qui sert, et que la circulation est établie, comme dans les appareils de chauffage à l'eau chaude, par les changements de température du liquide.

Les couvercles A^ du cylindre sont également crejp, et la même eau qui arrive dans l'enveloppe peut y circuler; à cet effets la communication de l'enveloppe avec les couvercles est établie par des ouvertures pratiquées dans les bossages a' (fig. 3), dans lesquels sont taraudés les boulons qui retiennent les couvercles.

Avant de décrire le mode de construction du distributeur de l'électricité aux inflammateurs, nous allons examiner, pour les personnes qui ne connaissent pas parfaitement le fonctionnement de la bobine d'induction de Ruhmkorff, les dispositions particulières de cet appareil.

Appareil de Ruhmkorff. — La construction de cet appareil repose, comme on sait, sur l'emploi de l'électriciié voliaïque transformée par induction réactive en électricité statique. 11 se compose d'une forte lK)bine L, montée horizontalement

sur une tablette en bois que nous avons supposée placée sur une petite colonne M, près de la machine, mais qui pourrait, ainsi que le couple de piles de Bunsen L', être placée à une distance pliis ou moins grande ou renfermée dans le socle du b&ti B, qui est creux, et que l'on peut disposer alors pour recevoir l'ensemble de Fappareil.

La bobine L est en carton mince avec rebords en gutta-percha ; deux hélices parfaitement isolées s'y enroulent, l'une formée de gros fil m (fig. 11), de deux millimètres de diamètre, faisant d'un à deux cents tours, l'autre d'un fil fin m\ d'un millimètre de diamètre seulement, enroulé sur le premier et faisant huit mille tours environ. Ces fils non-seulement sont recouverts de soie, mais chaque spire est isolée de la suivante par une couche de vernis à la gomme laque.

C'est le gros fil qui est le fil inducteur. A cet effel, le courant du couple de Bunsen V qui le parcourt est distribué de la manière suivante : le pôle positif de la pile étant en communication avec le fil r', le courant se rend par la borne \ dans le gros fil de la bobine;- l'autre bout de ce fil, allantaboutir à la borne X\ qui porie le marteau oscillant n (fig.^11), tantôt est en contact avec le conducteur n', et tantôt en est éloigné.

Ce mouvement de va-et-vient du marteau est produit par un cylindre en fer doux u, placé dans l'axe de-la bobine. Lorsque le courant passe dans le gros fil de celle-ci, ce fer s'aimante et attire de bas eif haut le marteau métallique n^

Le courant se trouve ainsi interrompu, puisqu'il ne peut passer dans le«conduc- ' tetir 9, qui communique parle i^essort ^ jet la règle métallique g* (fig. 2 et 11) avec le pôle négatif de la pile. Le cylindre en \ex doux u perd alors son aimantation, et le marteau retombe. A cet instant le courant recommence^ le marteau n' est soulevé de nouveau, et ainsi de suite. Le courant de la pile passant ainsi "par intermittence& dans le gros fil de la bobine, à chaque interruption un courant d'induction successivement direct et inverse se produit dans le fil fin m' relié aux doux petites bornes g*, auxquelles sont atlichés les fils r et o qui communiquent avec le distributeur de l'électricité aux.inflammateurs.

Distributeurs de l'électricité. — Sur la plaque du b&ti du moteur est fixé un petit support en fonte 0, auquel est attaché le fil o, correspondant au pôle négatif, ou non en tension, de la bobine d'induction. Or, comme ce support n'est pas isolé du b&ti qui reçoit toutes les pièces métalliques du moteur, dans celui-ci, par conséquent, circule le courant que représente ce pôle.

Le fil du pôle positif r est attaché à une barrette en métal 5, fixée sur le sup* port 0, mais par l'interméfliaire d'une plaque isolante en caoulchoiic x^ qui reçoit également les deux barrettes supérieures / et s* (fig. 1 et 3). Les bouts extrêmes de ces dernières sont reliés aux inflammateurs Y et Y^ par les fils ( et t^.

Un curseur métallique R, formant ressort, fixé à la crosse de la tige du piston, parcourt toute la longueur en fermant le circuit,' tantôt avec la barrette 5', tantôt avec la barrette s'.

L'écartement qui existe entre ces deux barrettes suffit pour détruire un instant le 'courant qui se forme de nouveau à chaque passage du curseur» de l'une à l'auti'e

barrette. Les étincelles qui déterminent rinflammation du gaz sont alors produites tantôt *par rinflammateur Y, tantôt par celui Y'.

Inflammateurs. — Ainsi qu'on peut le reconnaître par la fig. 9, le corps de l'inflammatettr n*est autre* chose qu'un boulon métallique taraudé Y, traversé par un .petit cylindre de porcelaine u% qui reçoit les fils t et t*.

Le fil recourbé t*, en contact avec le boulon, est naturellement un signe négatif ou non électrisant, puisque tout Tensemble du bâti et du cylindre est de ce signe,

tandis que le second fil isolé t présente le pôle contraire, puisqu'il est relié à Tune des barrettes s^ et s*. On comprend alors que, quand le curseur R ferme le circuit, par son contact avec les barrettes, les étincelles se produisent entre les deux pointes des fils t et t*, et que par suite il y ait inflammation des veines du gaz.

MiSR EN MARGHR. — Pour mettre le moteur en activité, il suffit d'actionner le volant, afin de faire tourner l'arbre moteur et avancer Iç pistoh qui produit le vide derrière lui.

Le tiroir T distribue ensuite l'air et le gaz en couches alternées qui se rangent derrière le piston P; le circuit est fermé en ck moment par le distributeur d'électricité, Tétincelle est produite et l'inflammation a lieu ; Tair et les gaz se dilatant poussent le piston jusqu'à la fin de sa course.

Les volants font passer le point mort et ramènent le piston dans le sens ipverse. Dans ce mouvement, il opère naturellement le vide derrière lui, et une nouvelle quantité de gaz et d'air est amenée, puis enflammée et dilatée.

On peut régler nu besoin l'admission du gaz dans les réservoirs G, en disposant sur le tuyau d'arrivée G^ une vannette mise en mouvement par un régulateur quelconque, et on peut, si cela est nécessaire, interrompre, à l'aide d'un commutateur, le circuit électrique qui produit rinflammation.

Emploi de la vapeur d'eau. — Indépendamment dé l'air atmosphérique et du gaz comme agents moteurs, M. Lenoir a eu l'idée d'employer la vapeur d'eau à l'état plus ou moins humide, pour additionner son action d'expansion à celle des agents précités.

Pour arriver à ce résultat, il proposait des robinets à soupapes, tels que ceux représentés en détail par la fig. 10.

La vapeur est prise dans un petit réservoir disposé au-dessus de Tenveloppe du cylindre avec laquelle il est en communication. L'eau de l'enveloppe,' suffisamment échauffée, monte jusqu'à un certain point dans le réservoir, et la vapeur qui se forme peut occuper la partie supérieure reliée au tube U, lequel est divisé en deux branches, pour communiquer avec les deux robinets U\

Ceux-ci sont montés sur l'enveloppe, de manière que, le piston occupant le milieu du cylindre, l'un soit devant et l'autre derrière, afin de poutoir fonctionner alternativement des deux côtés du piston.

Une petite soupape y ferme Toriflce de la partie inférieure de chaque robinet, au moyen d'un ressort à boudin y^. Ces dispositions entendues, voici comment a. lieu l'introduction de la vapeur dans le cylindre :

Chaque fois que le piston forme le vide derrière lui, c'est-à-dire quand la ma*

àuw T-r..n- -i L ^ -ne *r-e. a setift* «Mpapc r<WTre m bionit passer me •:?T-.-nf^ -Tiin::^ [^ tj.— j-, TiL-ji-ite fu poU Un nnàae TariaUe, soif par la Tmth'..fn u-nnt^ ht: -r.r. n^* "". ^„[ jar * >6!sk famertan de ces robinets.

-^ ttot.n -.^,v. j-v.- >-= t siiira ie » «m, leamWt a lieu {Mt l'inflflinaiaj*^ir- * -^Lb..-:^ ir--. i.:.- -i -^ mnarf oAiBMe la leines de gai, sorehauffe * '■"'" -^ nr^ne cînnF ov ; ur MH^iWnqBe, deteUe sorte qae la dilatalion '■■^*"»^ *•* Tfciifs- l'iira a tsis<ia A b «apcw accaimtleBl leur force pouf ic:iii»it!r * T.'îÉiii.

L.a u^n Hin-ii-ïlè «3ii,> -t;:fr?- T -Tiin ii:<paBés a«i deux côtés du piston, quand ••j.-.ivt'^ iKT-i{w. x jji.ieîi ii? « nw^. fcHCLDiiiwaI attenottTnneiit et régtilière- Jiitni ui"î rifîiiaic -..1111!?, ■r^qiw ~f peAn -jut lenleet^wb machineaspire.

IV^'Us a. nn-n-KâoB û ^Ht. yiu— Lu ma^fiiiie, que nous venons de décrire lîïltf ni •;,(; I ait a ^^-»it^ laoaniak s nielle a ëlé soaiDÎse aux eipériences rw 3I1IIS r.nii.iri ns^i.iL- é-q. 1. l^n.'ir :-i' a persooiielkinent apporté des pei^ fc-::.i;nn«ii«iis nu -si tm i.'aïu.-ï'in ■ii;;l>h-ï '^s foortioas.

L'ûitiei Tu-î^artf-ir =t —•--ni un nnran ■.n-r,.^. et le cylhidre a maintenant lesmKnsÉ!sir.it;r:..n:^ ne xun^W sT.-h-âi3f9 à i3f«v fixes Ordinaires; ceci, joiitt â -rrtf B. .: iVT-i-it i-o-ypr^ î;ia< ii i sc-in'-on «t das le mâange des gaz, qui se !i.; 3.«i x-cuiK Ji'ir fn r-- :,i.-ts >• r-. i.;.-? par ne pU^ne percée de petits trous nn.» ■tr's-«.nicmii. i T?ïi.ii i ii œii,:5.a.; nw resskuilé de marche qu'elle ne a"'.**- tilt Ms » in bfsrt^ îOiîisiar,

.t.nsîi p«rl?cr:.:c3tf- os-it 3lJ^;à.^e r^ins Jot:>5 applications pour les faibles pii<-i<«ruvK itf I 4 4 ^H-riii, iajs ie< Aiîiissnoents qui penvent utiliser l'eau ebvuw Ut cir!:iLa:li:ii rti r^nma -(t, sans p«nnoir profiler complétemeRt de celte r™»w»r.'-», »nn' iins 131? sua ..-a :ù r<fz:::k-t «rDnenscfaineàTapeur leureslfornvtWnwiit .stevtCî.

R* ^'^«Kr:w4 AT ■^«T^an r.oVar i ricJnshT*. son ingénieux înTCntenr ftisail f«,/^- -v^i^MiUr'i.r.'.ir*», ï,:.B infti!:j:ioB bcile. le peu de place qa'il exige parla m^f0**li^v»^ *■ v^v* ï>T,*n'j?iir. »Tee f^omna et ckeminée, el, par ce dernier point, h p/pmi-U--Mr * .., It^t- oi^r» dans î.mte localité où Temploi des machines à vapeur «a» trf^^rV* (/.»■ r*4«ri« uralion. mais qui possède 'da gax courant; car s'il fallait bWi^<i«T U aro! *t,*;«, .„ inoin, p^r ,^ rooTens connus actoellemenl, la difficulté tfnwHjjtmfmui* qoe lî^ Uin de la npenr d'ean. On pouvait relater, comme un det fÊM «irieas avanl;.^», eeUn de ne consommer absolument qu'en marche, pu»que, 1* roliirM-l h gnz tmné, toute consommation cesse.

n realait, romme objerlion la plus wriouse.te qneslion économique, c'est-à-dire CallA de Mfoir «t \t catori<iue coûte plus cher en employant le charbon transformé m gaï qu'à MHi 41al ordinaire; il était important aussi de rcconnaitre si l'ensemble

u fondinnnrmeht est «irfiMmment bon, on, s'il a des inconvénients, s'ils ne sont

ta compeng*!! p^r lei avanUgcs principaux.

Nonobstant les progrès rapides et presque immédiats apportés à cette invention, on doit la considérer comme encore trop nouvelle pour regarderies résultats acquis aujourd'hui comme déflnitirs, et il est permis d'espérer qu'ils seront améliorés.

Tels qu'ils sont, ils offrent un très-grand intérêt. Les expériences les plus sérieuses à citer sont celles qui ont été faites en 1861 au Conservatoire des arts et métiers de Paris, sous la direction de M. Tresca, le savant sous-directeur de cet établissement, et des autres professeurs, HM. Boussingault^ Ed. Becquerel, etc., noms qu'il suffit de citer pour donner une idée de la confiance que Ton doit avoir dans les soins apportés à ces expériences. Elles se rapportent du reste atec d'autres essais exécutés en Allemagne et dont nous dirons quelques mots plus loin.

Expériences du Conservato(re. — Avant ces expériences les mômes ingénieurs ont procédé à des essais sur une première machine Lenoir établie dans les conditions suivantes :

Diamètre du piston 0"18

Course id 0 10

Nombre de tours moyen pari' 130

Un frein monté sur l'arbre de couche a accusé une puissance utile produite égale à 0,57 de cheval, soit un peu plus d'un demi-cheval de 75 kilogrammètres;

La consommation de gaz, mesurée à l'aide d'un compteur ordinaire, a été trouvée égale à un peu plus de 3 mètres cubespar force de cheval et par heure.

En mesurant le volume et la température de l'eau de cirpulation employée à rafraîchir le cylindre, les expérimentateurs estiment qu'un peu plus de la moitié de la chaleur, dégagée théoriquement par la combustion du gaz dépensé, est emportée par cette eau réfrigérante.

Dans ces expériences, Tintroduction de gaz était interrompue à la moitié de la course du piston. Le mélange d'air atmosphérique et de gaz a été des 9/100 environ, en gaz, du volume total. L'analyse des gaz brûlés et recueillis à la sortie a démontré que la combustion était complète, et dans de bonnes conditions.

On a pu s'assurer que la pression maximum et absolue dans le cylindre n'a pas atteint 6 atmosphères.

Quant aux remarques accessoires fournies par ces premiers essais, on a constaté que la machine était susceptible de s'arrêter par suite de la non-inflammation d'une seule admission de gaz, que la dépense d'huile était sensiblement de 500 grammes d'huile par jour, etc.

A la suite de ces premières expériences qui pouvaient laisser des doutes, tant par les moyens d'observation incomplets que par l'exiguïté même du moteur choisi, une machine plus puissante, et parfaitement construite par M. Marinoni, a ét^ installée au Conservatoire dans la salle des machines eu mouvement, où elle a été soumise, du 15 au 25 mars 1861, à des essais d'une minutie vraiment remarquable. Elle avait les dimensions suivantes :

Diamètre du piston ■. 0"24

Course 0 12

4tK) MOTEURS A VAPEUR.

Les «OLpérienœs eut été faites en vue d'apprécier le fonctionnement complet de la machine comme économie, régularité, trouble apporté dans le courant de gaz, nature des résidus de la combustion, altération des organes, etc.

La puissance, estimée comme d'habitude à Taide du frein de Prony, a été contrôlée au moyen d'un indicateur monté sur le cylindre et accusant l'état des près* aions à son intérieur.

La consommation a été mesurée au moyen d'un compteur, dit de 30 becs, que l'on a eu la précaution de vérifier en y faisant passer ai différentes reprises le contenu d'un gazomètre auxiliaire tube d'avance.

Pour savoir si l'absorption de gaz par la machine influe pins ou moins sensiblement sur le courant qui dessert ordinairement l'éclairage, on a marché de concert avec l'allumage des becs des amphithéâtres du Conservatoire, tantôt en prenant le gaz directement sur la conduite, et tantôt en interposant un réservoir formant en quelque sorte volant de gaz.

Enfin les résidus en gaz brûlés et produits liquides recueillis dans le cylindre ont été soigneusement soumis à l'analyse, etc., etc.

Voici un* résumé très-succinct de ces remarquables expériences et pour lequel nous adoptons autant que possible Tordre suivi par le rapport qui nous sert de base.

Consommation. — La dépense de gaz, résumée pour cinq expériences, s'est élevée succesrivement'de 2699 à'8282 litres par force de cheval et par heure. Mais la période prise comme expression du travail régulier et normal correspond à une moyenne, en nombre rond, de

2700 litres ou 2"'-7 par cheval et par heure^

Limites de puissance. — La meilleure utilisation correspondait à iin peu moins de la force d'un cheval, la vitesse de rotation étant de 107 1/2 tours par minute. Il ne parait pas que cette force puisse être sensiblement modifiée sans changer la vitesse, attendu que la dépense proportionnelle augmente en réduisant l'admission de gaz par tour, et que les orifices ne permettent pas non plus de l'augmenter au delà du débit maximum correspondant à cette puissance d'un cheval, et égal à 0^' 420 par tour.

Développement du travail dans le cylindre. — En examinant les courbes de pression fournies par un indicateur monté sur le cylindre, on a reconnu d'abord que la décroissance de la pression, à partir du moment où l'étincelle éclate et enflamme le mélange, est extrêmement rapide et hors de toute comparaison avec ce qui a lieu avec la vapeur qui, dans une machine bien réglée, fournit des courbes de pression coïncidant assez sensiblement avec celles qui résultent théoriquement de la loi de Hariotte (t. i«% p. 78). Cette notion démontre qu'il subsisle bien dans le fonctionnement de la machine ce caractère explosif, produisant un choc auquel succède une période de pression par dilatation simple.

En comparant, au moyeu des mêmes courbes pratiques, le moment réel de Tinflammation avec celui qui semble résulter de la réglementation matérielle du méca-

nisme^ on reconnaît aussi qu'il y a un retard sensible et d'autant plus grand que la machine marche phis vite.

Les expérimentateurs en concluent qu'on ne peut pas augmenter beaucoup cette vitesse, et que délie de 100 tours, pour cette même machine, était môme un peu exagérée.

Examen des gaz de la combustion. — L'examen des gaz brûlés, qui ont été analysés avec le plus grand soin sous la direction de H. Boussingault, a démontré que la combustion s-'opérait bien avec les quantités proportionnelles de gaz employées.

Cette proportion, entre les volumes de gaz hydrogène et d'air atmosphérique, s'est élevée de 6 à 8 p. 100 du volume total ; mais on admet que, pour obtenir une combustion absolument complète, il faudrait élever cette proportion à environ 13/100, ce qui produirait une élévation de température nuisible pour le cylindre et sans avantage sensible pour la marche, puisque la combustion est suffisante dans les conditions de l'expérience.

Dépense d'eau. — Il résulte des expériences que, pour entretenir une circulation d'eau continue autour du cylindre, de façon que cette eau ne s'élève pas jusqu'à 100<^, il faut au moins 120 litres par heure et par cheval, soit le quadruple de la quantité d'eau nécessaire à l'alimentation d'une machine à vapeur de même force. Mais ordinairement on peut employer un même volume d'eau déterminé en le dirigeant sur un réservoir où cette eau se refroidit et retourne à la machine.

Utilisation de la chaleur développée. — En évaluant avec soin les quantités de chaleur fournies par la houille et par le gaz d'éclairage, et en' se basant sur la quantité de travail fournie par ce dernier combustible avec la machine actuelle, on en a déduit que :

L'utilisation de la chaleur, évaluée en calories, est égale, pour la machine à gaz, à celle d'une bonne machine à vapeur consommant un peu moins de 2 kilogrammes de houille par force de cheval et par heure.

Pour motiver cette conclusion, le savant rapporteur des expériences rappelle que la chaleur dégagée par la combustion d'un mètre cube de gaz d'éclairage correspond, d'après les expériences de MM. Favré et Silbermann, à 6100 calories, soit environ 6000, chiffre inférieur à celui porté au tableau des puissances calorifiques (t. i*'', p. 50), mais qui a été réduit à cette valeur en tenant compte de la chaleur latente absorbée par la formation de la vapeur d'eau dans la machine actuelle (1); il fixe à 8000 celle due à la combustion d'un kilogramme de houille et fait le calcul suivant :

Une machine à gaz de la puissance d'un cheval consommant 2750 litres de gaz par heure, h raison de 6000 calories par mètre cube, cela correspond à

2750 X 6000 = U500 calories.

(1) Ce tableau indique que la puissance calorifique d'un mètre cuHe de gai hydrogène bicarboné dé^ige en brûlant 15117 calories. Mais en considérant la vapeur d'eau formée et non liquéfiée dans la machine à gaz, les eipérimentateurs ont trouvé que ce chiffre devait être réduit à 6000 pour la quantité de chaleur disponible directement pour la force motrice.

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On a trouvé dans ce résidu, qui est en général de la vapeur d*eau condensée, de l'acide nitrique, de Tammoninque, de Toxyde de fer, de Tacide sulfurique et des traces de matières organiques.

La présence de ces divers agents chimiques est facilement justifiée lorsque l'on sait que l'éclat cotilinuel d'une étincelle électrique dans un mélange d'oxygène et d'azote (constitué ici par l'air atmosphérique) donne naissance à de l'acide nitreux qui, se reportant sur l'acide sulfureux que le gaz d'éclairage renferme en quantité plus ou moins grande, forme de l'acide sulfurique; l'ammoniaque provient de même de la combinaison de l'azote et de l'Jiydrogène; et enfin l'oxyde de fer est attribual)le à l'action de ces acides sur le mêlai de la machine.

Attachant particulièrement leur attention sur l'acide sulfurique, comme agent destructeur le plus énergique, les expérimentateurs estiment que cette dernière machine essayée, qui consommait 5000 litres de gaz h Theure, produirait en 50 jours de 10 heures de marche 1 kilogramme de cet acide. Ils pensent que sans attacher une grande importance à cet inconvénient, on doit chercher à l'éviter en employant du gaz aussi bien épuré que possible.

Expériences de Stuttgart. —Un peu avant les expériences précitées on en fil d'analogues à Berg, près Stuttgart, sur une machine semblable à celle de M. Marinoni, mais construite par M. G. Kuhn, mécanicien de la localité. Ces expériences, dont les résultats sont tout à fait comparables à celles du Conservatoire, ont été rapportées dans l'ouvrage publié à Freiberg et intitulé : Der Civilingenieur, vii« vol., i861.

Nous allons en donner un résumé très-succinct.

La machine soumise aux expériences avait les dimensions suivantes :

Diamètre du piston 0" 156

Course 0»240

Vitesse variant de 105 à 100 tours par minute.

Les expériences sont au nombre de cinq et ont fourni les résultats inscrits au tableau suivant :