MACHINIS DI WOOLF A. DIRECTRICES ET ▲ CYLINDRES SUPERPOSÉS

Par MM. ALEXANDER et SCRIBE.

(fig. 6 et 7, PL. 35.)

Les avantages que présentent les machines du système de Woolf, sous le rapport de la régularité et de Téconomie de combustible, ont conduit bien des constructeurs à leur donner des dispositions plus simples, moins coûteuses et moins embarrassantes que celles ù balancier, afin d*en étendre remploi , et de pouvoir offrir une machine à deux cylindres dans une circonstance qui commande à la fois l'économie de construction et la restriction des dimensions du moteur.

Nous citerons d*abord deux exemples du système dit : à cylindres swperposès^ qui permet Tapplication du mécanisme simple, à directrices, et qui donne à l'ensemble de la machine Taspect de celles à un seul cylindre ordinaire; nous les empruntons à deux constructeurs connus, dont Tun, M. Alexander, après avoir travaillé longtemps à Paris, s'est établi en Espagne, et le second^ M. Scribe, a monté un établissement important à Gand, en Belgique.

Machine a deux cylindres, par H. Alexakder (fig. 6). — Ce constructeur a disposé une machine de Woolf en superposant les deux cylindres, le plus grand en dessus, avec un bâti vertical d'une construction analogue à celle des machines verticales à directrices dont nous avons donné plusieurs exemples tome i*'.

La fig. 6, pi. 32, représente la section transversale des deux cylindres; en supprimant le petit, par la pensée, et en considérant le grand comme le cylindre unique d'une machine à directrice ordinaire, on aura une idée exacte et complète de l'ensemble, dans lequel il faut évidemment comprendre un condenseur.

Le grand cylindre B, foTndu de la même pièce que son enveloppe C , repose, par un fort rebord, sur une plaque de fondation D, qui sert aussi de base aux colonnes sur lesquelles s'appuie l'entablement. Le petit cylindre A, qui n'a pas d'enveloppe, est rattaché au précédent, auquel il est comme suspendu.

L'enveloppe reçoit d'abord la vapeur de la chaudière, et la laisse passer ensuite à la boite de distribution. Le couvercle B* est creux et chauffé par la vapeur qui s'y rend directement par un petit orifice h. Les deux pistons A' et B' sont montés sur la même tige, qui présente deux parties a et a' de diamètres différents.

Cette disposition de machine est surtout remarquable par deux points importants savoir : une garniture métallique placée à l'entrée du petit cylindre, pour le passage de la tige du piston, et le mode de distribution de la vapeur.

On conçoit que la garniture, inabordable puisqu'elle est complètement enfermée, est difficile à maintenir en état, attendu qu'elle est entièrement dans la vapeur, et qu'elle présente réellement des difficultés de construction. L'emploi de l'étoupe étant presque impossible, le constructeur s'est arrêté à une garniture métallique,

assez analogue à un piston ordinaire à segments. Cette garniture est renrermée dans une boîte de fonte E placée à l'ouverture du petit cylindre qu'elle doit étancher par rapport au grand. Elle contient une série de segments, ou bagues d'acier, fendues et poussées contre la tige par des ressorts; ces bagues sont comprises entre un plateau supérieur F et un disque intérieur dont le ceutre, travci*sé par la tige, présente une portée conique qui s'ajuste dans une ouverture semblable pratiquée au fond de la boite E. Le serrage du disque supérieur F , à l'aide de boulons, maintient le joint du fond, en faisant serrer la portée conique dans son ouverture, tandis que le joint latéral contre la tige est confié ù l'énergie des ressorts; on peut lubrifier ce frottement à l'aide d'un graisseur extérieur 6, qui communique avec la garniture par le petit tuyau c correspondant à un trou percé dans l'épaisseur du fond du grand cylindre. Un autre vase semblable au précédent, et placé derrière, correspond, par un petit tuyau (/, avec l'intérieur du cylindre, pour le graissage du piston A^

La distribution est opérée à l'aide d'un tiroir G, à double effet, dans les mêmes conditions que celles expliquées au sujet de la machine de MM. Slebelin et C®. La vapeur, introduite préalablement dans l'enveloppe C, est dirigée par un conduit d^ aboutissant au robinet e, sur la boite de distribution H, appliquée au grand cylindre, afin de mettre le tiroir à portée de la commande. Ce tiroir distribue la vapeur au petit cylindre par ses arêtes extérieures, et par les canaux fci f, qui appartiennent nécessairement au grand cylindre sur une partie de leur étendue. Le canal supérieur /descend, en suivant le précédent f côte à côte, et en se raccordant à la partie fondue avec le petit cylindre, il dévie sous la forme d'une courbe que la figure indique en lignes ponctuées.

A sa sortie du petit cylindre, la vapeur, repassant par les mêmes canaux, rencontre le conduit intérieur^ du tiroir qui la laisse passer au grand cylindre par les canaux hclh^\ enfin, elle s'échappe par le vide i du tiroir en relation avec l'orifice central;. Ce dernier constitue l'entrée d'un conduit latéral dont l'ouverture opposée se trouve dans le plan suivant lequel le cylindre repose sur la plaque D; celle-ci est percée d'un orifice correspondant à un canal 1 fondu avec elle, et communiquant avec le condenseur par un tuyau J.

Ce qui précède donne une idée assez complète de cette machine, et permet de reconnaître que la véritable objection à faire porte presque exclusivement sur la garniture métallique qui sépare les deux cylindres, car le système de distribution est simple et en usage ailleurs, ainsi que nous l'avons montré. On pourrait cependant regretter le trop grand développement de l'un des canaux du petit cylindre : mais la superposition rend cela difficile à éviter, et ce n'est pas non plus, d'ailleurs, un obstacle sérieux à la marche de la machine.

Les cylindres représentés fig. 6 appartiennent à une machine d'une puissance nominale de 1*2 chevaux-vapeur. Les pistons ayant une course uniforme, le degré de détente obtenu est alors égal au rapport des carrés de leurs diamètres, en admettant que l'admission à pleine vapeur ait lieu pendant toute la course du petit piston.

Machine a deux cylindres, par m. scuibk (fig. 7). — Ce constructeur à proposé, pour arriver au même but, une disposition par laquelle on évite la garniture métal-

lique intérieure, tout en superposant les deux cylindres, mais en les séparant complètement, ainsi que leurs distributions, et en mettant deux tiges au grand piston.

La fig. 7 de la pi. 32, qui est une section disposée comme celle flg. 6, indique d*abord que le petit cylindre A est placé à la partie supérieure; il est appuyé sur un socle venu de fonte avec le couvercle de celui B; tous deux possèdent leur appareil de distribution complet : boite, tiroir et canaux. Le petit cylindre étant fermé complètement à sa base par un bouchon C mastiqué, et le grand cylindre de même fermé par le couvercle plein D, aucune communication n*existe entre eux dans cette partie : la liaison des pistons ne peut donc être qu'extérieure.

A cet effet, le grand piston B' porte deux tiges a qui traversent le couvercle chacune par une boite à étoupe distincte et, s*élevant des deux cùtés du petit cylindre, viennent se relier, ainsi que la tige b du piston A^ à la traverse avec laquelle est assemblée la bielle motrice.

Le socle, qui reçoit le petit cylindre, forme une partie circulaire accompagnée de quatre semelles en croix o auxquelles correspondent des nervures d, fondues avec ce cylindre, et terminées par des bossages traversés par les boulons e qui servent à réunir les deux pièces. On comprend que les boites à étoupcs des deux tiges a sont placées directement sur le couvercle D, entre les semelles c.

Les tiges f ci g des deux tiroirs E et F sont attachées à la même traverse G, laquelle est assemblée, par articulation, avec la barre d*excentrique H; ces tiroirs ont donc tous deux le même mouvement, et opèrent exactement de la même façon.

L'introduction de la vapeur a lieu suivant le même mode que dans les machines du système de Woolf ou d'Edwards; amenée directement du générateur dans la boite 1, la vapeur est distribuée au petit cylindre par son tiroir E, puis, à sa sortie par l'orifice central h, un conduit h' l'amène à la deuxième botte J, d'où le tiroir F la distribue au grand cylindre. Elle parvient ensuite au condenseur par l'orifice d'échappement t.

Nous n'entrerons pas dans l'examen comparatif approfondi de ces systèmes analogues qui évitent réciproquement leurs défauts respectifs, généralement rachetés par d'autres plus ou moins graves; il n'est pas douteux que tout le monde saura se prononcer, après les avoir ainsi décrits, sur l'opportunité de leur adoption, et sur les avantages ou les inconvénients qu'ils peuvent présenter en pratique.

On ne devra pas oublier, dans cette appréciation, que cette disposition particulière des deux cylindres a eu pour premier objet la simplification du mécanisme, et la réduction générale des dimensions de la machine, tout en profitant en partie des avantages du système^ ou, pour mieux dire, de ce mode de détente, préférable à l'emploi d'un cylindre unique.

UA.CHIMKB DE WOOLF 1 D1BEGTRICE8 ET k PISTONS DK UÉUE C0UB8Ï PLACÉS BOITANT DES AIES FlRlLLiLES DIFFÉRENTS.

Nous venons de montrer des eiiempics dans lesquels, tout en conservant la disposition verticale, la machine est à directrices, en superposant les cylindres, le petit en dessus ou en dessous. On distingue également des machines à deux cylindres, verlicales, à directrices, dont les cylindres sont parallèles, d'égafe longueur, et situés à la même hauteur, h côté l'un de l'aulre, et des muchines, dont les cylindres conservant ce même rapport de position, sont horizontales. Dans ces diffé' renls cas, la distribuUon de la vapeur est opérée suivant le mode ordinaire employé dans les machines & balancier, excepté dans une machine verticale de HH. Legavrian et Farinaux, et dans la machine horizontale de MH. Boudier frères que nous décrirons plus loin avec détails.

Machjne verticale 1 DEUX CYLINDRES, PAR K. TAMiziER. — Un ancien constructeur de Paris, U. Tamizier, qui s'élnit du reste fait un nom dans la mécanique pour

diverses inventions utiles, a exécuté une machine de Woolt, verticale et à directrices, dans laquelle on remarque surtout la position des cylindres qui sont placés côie à côte, et dans un plan vertical passant |>ar l'axe même de l'arbre moteur. La fig. 94 permettra de se faire une idée de celle disposition particulière : c'est

une coupe faîte sur Taxe commun des deux cylindres, qui est, cou)me nous venons de le dire, celui de Tarbre à manivelle.

Les cylindres A et B sont fondus de la même pièce, qui comprend également la plaque de fondation C, sur laquelle s*appnîc le bâti de la machine; celte plaque est, comme on le voit, ménagée à la partie supérieure des cylindres, de telle façon que ceux-ci sont entièrement dissimulés par la maçonnerie.

Le petit cylindre porte la table dressée pour le tiroir unique D, disposé, comme on Ta TU précédemment, avec un canal intérieur a, correspondant à la distribution de la vapeur au grand cylindre. La table de glissement présente alors la totalité des orifices; ceux b, qui communiquent avec le grand cylindre B, contournent celui A, suivant deux canaux en forme de ceintures demi-circulaires, lesquels deviennent les conduits yertiraux ménagés entre les deux cylindres et correspondant aux deux extrémités du grand.

On couiprend aisément, d*apr^s cela, comment la vapeur, amenée directement dans la boite à vapeur, est distribuée successivement au premier cylindre et de celui-ci au second ; l'échappement a lieu, comme toujours avec ce système, dans un condenseur. Les pistons sont reliés ensuite par leurs tiges à une ti*averse assemblée avec la bielle motrice.

Il y a lieu de faire ici une remarque importante sur la façon dont les deux pistons agissent sur le mécanisme de transmission. La traverse qui les relie se trouve dans le même cas qu'un fléau de balance dont les plateaux seraient inégalement chargés, et qui tendrait alors à slncliner du côté du plus pesant; si cette traverse n'est pas disposée pour agir en centralisant, par une pièce très-rigide, les efforts transmis directement par les points d'attache dos tiges, elle tendra h s*incliner en détruisant toute la régularité du système en mouvement. Cette cause aura d*aulant plus d'effet que, par les courses qui sont égales, le rapport des volumes engendrés par les pistons dépend exclusivement de leurs surfaces, lesquelles, pour un même degré de détente à produire, seront alors au maximum de différence.

Cette objection ne se rencontre pas à l'égard des deux machines précédentes , puisque, dans la première, par M. Alexnnder, les deux pistons ont une tige commune, et que dans la seconde, celle de M. Scribe, la tige du petit piston agit au centre de la traverse, dont les deux extrémités supportent, suivant une égale répartition, la moitié de l'effort transmis par le grand piston.

BIachinb verticale a dbdx cylindres, par mm. legavrian et farlnaux. — Ces constructeurs avaient, étant associés, proposé, il y a quelques années, l'emploi d'une machine de ce système, présentant deux cylindres verticaux combinés, mais séparés, et agissant aux deux extrémités d'un même arbre moteur. Nous avons déjà cité cette machine pour son condenseur ( 1. 1^^ p. 470).

Quelques mots suffiront pour en faire très-bien comprendre le principe.

Un arbre supporté par un bâti composé de quatre colonnes et d'un entablement;

le petit cylindre d'un côté et le grand de l'autre, ayant leurs pistons reliés à deux

manivelles d'égal rayon /ixées aux extrémités de l'arbre : voilà pour l'aspect général

de la machine. La vapeur s'échappant du petit cylindre est dirigée par un tuyau