F 16. 4 A 5, PL

ENSEMBLE DE LA CONSTRUCTION

Nous prenons pour "premier exemple de'locomobile horizontale le système de M. RoulTet, mécanicien de Paris qui s'est un^des premiers occupé de ce genre de moleur et qui l'établit aujourd'hui avec une grande perfection.

La fig. 1 représente cette machine en élévation extérieure avec une parlic en coupe par arrachement et faite par Taxe, pour laisser voir la disposition du foyer et des lubes qui traversent la chaudière;

La fig. 2 est une vue extérieure de bout regardée du côlé du foyer;

I^ fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 1-2, le train de roues d'arrière supposé démonté;

La fig. 4 est une projection horizontale de la machine séparée de la chaudière;

La fig. 5 est une coupe transversale, suivant la ligne 3-4, du cylindre h vapeur monté sur la plaque de fonda t,ion.

Le mécanisme consiste en une machine horizontale ordinaire, montée d'une seule pièce sur une plaque de fondation par laquelle elle repose et se fixe sur le corps principal du générateur; cette disposition, préférable à toute autre, rend toutes les pièces en mouvement parfaitement solidaires, et permet la mise en place ou le démontage sans danger de dislocation. La chaudière, dont la construction est analogue à celle d'une locomotive , est formée d'un corps cylindrique horizontal A raccordé avec un coffre vertical B, également cylindrique, dans lequel est renfermé le foyer C, et dont la partie supérieure forme réservoir de vapeur. Lé corps cylindrique, rempli d'eau, qui entoure le foyer, est traversé par des tubes qui partent de ce dernier organe, et viennent aboutir à la plaque de fond contre laquelle est rapportée Id boite à fumée D, surmontée d'une cheminée en tôleE.

L'ensemble est porté a l'arrière sur un essieu et deux grandes roues F, et par un avant-train composé de deux petites roues F', dont l'essieu e^t assemblé sur une cheville ouvrière, comme un chariot ordinaire. Ces roues, qui doivent être trèsrésistantes, sont formées d'une jante et d'un moyeu en fonte de fer couléç dans lé môme moule, dans lequel on dispose à l'avance Les rayons, qui sont en fer forgé, et qui se trouvent soudés avec les deux parties simultanément.

La construction de la machine est des plus simples, comme il convient î\ ce système de moleur auquel on ne peut appliquer de condensation , mais qui possède une détente, rendue variable si cela est nécessaire.

Le cylindre à vapeur G est fixé sur la plaque H par quatre oreilles a boidonnées;

LOCOMOBILE ROUFFET. H3

la bride sur laquelle le couvercle est fixé porte deux talons reclangubires pour y rattacher les quatre glissières I, donl l'extrémité opposée est assemblée de même sur deux supports 6, venus de foule avec la plaque.

Cette disposition permet l'emploi d'une bielle ordinaire J, à corps cylindrique, terminée d'un bout par une fourche pour son assemblage avec la traverse du piston, et de l'autre par une tète simple par laquelle elle est réunie avec l'arbre moteur K.

Ce dernier organe, qui ne peut évidemment avoir de support indépendant de la machine, est un essieu coudé, ou vitebrequiny monté sur deux paliers c et (/, fondus avec la plaque de fondation, et dont celui c, placé du côté de la commande, a le double de largeur de l'autre. Il est fabriqué en bon fer de section circulaire, et coudé après coup à la forge; ce mode de fabrication, qui peut être employé lant que la pièce ne dépasse pas certaines dimensions, a l'avantage de conserver au métal la rigidité de ces fibres qui sont seulement courbées et non point refoulées ni tranchées. En examinant le plan de la machine, fig. 4, on voit que la structure de l'arbre conduit h écarter les supports d'une quantité telle que les deux parlics qui forment le coude restent sous un angle ouvert, de façon à ne pas corrompre le fer en voulant le couder trop court. D'ailleurs, cet éiarlement des supports est nécessaire autant pour le maintien du carrément de l'arbre que pour les pièces qu'il porte, et (jui doivent se trouver en dehors des flancs de la Chaudière.

L'une de ses extrémités est munie, en en*el, du volant L, dont la circonférence forme poulie pour la transmission directe de la puissance développée par la machine; l'extrémité opposée reçoit un excentrique circulaire M, qui commande la pompe alimentaire N appliquée contre la chaudière. Un second excentrique 0, placé en dedans du palier c', commande le tiroir de distribution.

La vapeur est amenée de la chaudière par un tuyau P, munf d'un robinet P', qui vient aboutir à une tubulure d appartenant à la boite de distribution. Celle-ci renferme un tiroir à détente variable, du système Farcot, qui règle l'introduction de la vapeur dans le cylindre, dans les conditions ordinaires. Ija sortie s'effectue par une tubulure e, fondue avec le cylindre, et qui vient coïncider avec l'ouverture d'un canal f, fig. 3 et 5, ménagé à la plaque II, lequel règne sur toute son étendue. A Textrémité opposée, ce canal est raccordé avec un conduit j/ qui pénètre dans la cheminée dans laquelle se projette alors la vapeur échappée du cylindre.

Nous avons expliqué autre part (t. I", p. 199) les propriétés de cet ingénieux procédé, consistant à utiliser Téchappement de la vapeur pour activer le tirage d'un fourneau qui ne peut recevoir qu'une cheminée de faible dimension , comme cela arrive pour toute machine transportable, telle que les locomobiles et les locomotives, qui nous fourniront l'occasion de revenir sur cet important sujeL

La machine, comme toutes celles du genre qui nous occupe en ce moment, est susceptible d'être appliquée à un travail de résistance variable; elle possède, à cet effet, comme un moteur fixe, un régulateur de vitesse Q, mis en rapport avec un papillon qui est ajusté sur la tubulure d d'aiTivée de vapeur. Ce régulateur est , monté sur un chevalet R fixé lui-même sur les deux glissières supérieures I; il n. 15

il* MOTEURS A VAPEUR.

reçoit soit mouvement de r<arbrc moleuî* au moyen (l*une courroie h* correspondant h deux poulies h et h\ dont Tune des deux, h\ est fixée sur un lïout d'arbn; i, monté sur le chevalet R,' et qui porte une roue d'angle j, en relation avec une semblable j' fixée sur Taxe du régulateur. Le manchon mobile de ce dernier est lié avec une équerre k dont Tautre branche est assemblée avec une bielle // qui correspond enfin à la petite manivelle fc* solidaire avec l'axe du papillon.

Cette machine, étant montée sur roues, est destinée à travailler dans les champs ou dans un chantier de construclion , et peut être roulée d'un endroit à un autre , souvent même en feu et prête àfonclionner. Mais il arrive fréquemment qu'on l'applique dans un atelier où des difficultés toutes locales s'opposent h l'emploi d'une machine fixe, qui, sans cela, pourrait y être appliquée quant h la nature du travail à eflcctuer. Aloi-s on supprime les roues, qui sont remplacées par deux chevalets en fonte dont la partie supérieure présente un demi-cercle pour épouser la forme de la chaudière, et qui reposent directement sur le sol; sans changer aucunement sa disposition, la machine devient ainsi demi-fixe, et cousei-ve entièrement la propriété d'être très-facilement changée de place ou d'atelier, sans avoir rien à démonter ni h démolir.

DÉTAILS DE CONSTRUCTION

Génératkuu. — Comme les chaudières des locomotives,. celle-ci est composée du corps tubulaire A et du coffre B, à l'intérieur duquel se trouve installé le foyer G, d'où partent les tubes S qui traversent la masse d'eau et conduisent les-produits de la combustion dans la cheminée.

Le cofTre B est un corps cylindrique fermé à la partie supérieure par un fond en forte tôle emboutie, et, dans le bas, par un fond plat percé d'une ouverture à l'endroit du fover.

Le foyer C est une capacité également cylindrique, mais dont la section horizontale est composée seulement de 7/10 de circonférence, raccordée par des arrondis avec une ligne droite, de façon à présenter une partie de paroi plane pour recevoir les tubes. Il est fixé sur le fond plat par une cornière d'angle, concentriquement avec le coffre extérieur, et réuni en outre avec ce dernier par une plaque emboutie /, dans la partie où ces deux organes sont percés d'ouvertures rectangulaires i)our l'entrée du combustible. La porte m, qui ferme cette ouverture, est montée sur une plaque en fonte appliquée et rivée sur la paroi extérieure du coflre B, dont elle épouse exactement la forme.

Le bas du foyer C est complètement ouvert pour recevoir la grille. Celle-ci est formée de barreaux n, qui sont appuyés sur un cadre en fonte rattaché, par deux oreilles, à une tringle horizontale o, montée sur des supports fixes; Tautre point d'appui du cadre est un simple loquet tournant p. Cette disposition a pour objet de re)werser la grille lorsqu'on veut se débarrasser du feu très-rapidement ; il suffit pour cela de faire tourner le loquet p d'après son point fixe, de façon à le dégager

LOCOMOBILE ROIJFFET. H5

de dessous le cadre qui s'abaisse alors en lournant d*apros son axe o, cl laisse loml)er le coiiibustibie déposé sur les barreaux.

Les tubes S sont montés à viroles sur la paroi plane du foyer et sur le fond plat qui termine le corps principal À du coté de la boite à fumée D. Ce mode d*assemblage des tubes a été complètement décrit (t. [«'^ p. 193). Ils sont au nombre de vingt, dont dix- huit sur trois rangées et en quinconce, et les deux derniers constituant à eux seuls la quatrième rangée. L'espace ménagé entre ces deux tubes, et qui correspond à la suppression des deux qui pouiTaient y être placés, a été réservé à dessein pour le passage d'une tringle à raclette que l'on y introduit lorsqu'il faut nettoyer la chaudière et extraire les dépôts. Un bouchon à fermeture autoclave est disposé pour cela vis-à-vis de cet espace sur le bout de la chaudière; un semblable appareil q est ménagé à la partie inférieure du coffre B pour l'extraction des dépôts qui s*amassent toujours dans celle partie en quantité d'autant plus considérable qu'elle est plus basse, et qu'elle correspond au iK)int le plus énergique de la vaporisation. Un autre bouchon q\ de forme rectangulaire et de plus grande dimension, a été pLicé sur le coffre B, pour permettre l'introduction d'une lampe et l'examen de l'état de l'intérieur de la chaudière.

Nous avons eu déjà l'occasion de faire remarquer que la propreté est la condition la plus importante pour la conservation et pour la régularité des fonctions d'un générateur tubulaire. Si les tubes se couvrent de tartre, non-seulement rintervallequi les sépare se rempUt, et ils peuvent brûler^ mais, leur conductibilité devenant de plus en plus faible, le calorique s* écoule dans la cheminée sans produire de vapeur. L'excès de production d'une chaudière tubulaire neuve ou récemment nettoyée est, en effet, extrêmement remarquable.

A moins d'une eau très-pure ou d'un procédé de désincrustation très- efficace, il se forme donc des dépôts calcaires dont on doit alors se débarrasser aussitôt que possible. S'ils ne sont qu'à Tétat de vase, un simple lavage peut suffire; mais s*ils sont devenus solides, ne pouvant pas pénétrer dans les chaudières tubulaires comme dans celles ordinaires, il faut entreprendre une réparation complète en démontant, nous dirions presque en démolissant le générateur.

Il faut donc, à tout prix, éviter les dépôts^ ou du moins empêcher quils ne se solidifient.

Quant aux parois intérieures des tubes qui se couvrent de suie, on les nettoie à l'aide d'un ringard^ que Ton peut facilement y introduire par leur extrémité aboutissant à la boite à fumée.

L'eau remplit la chaudière en enveloppant les tubes et le foyer, au-dessus duquel elle doit s'élever sans cesse, afin qu'il ne reste jamais à sec sous l'action du feu. Le corps cylindrique ne présente alors, comme chambre de vapeur, qu'un espace libre très-restreint; c'est pour obtenir à cet égard une capacité suffisante que le coffre B possède une grande hauteur, et constitue un puissant réservoir do vapeur. Pour empêcher les entraînements d^eau il est encore surmonté d'un dôme en br4mze B', à l'intérieur duquel s'élève un tube P*, terminé en forme d'arrosoir, et.qui vient aboutir au robinet P' à l'aide duquel on règle, ainsi que nous Tarons

dit, le passage de la vapeur à la boite de distribution par le tube extérieur P, lequel forme réellement le prolongement du conduit intérieur P*.

Cette disposition est favorable au maintien de la tension de la vapeur, par le peu de développement du conduit extérieur, qui serait néanmoins de toute façon^ peu considérable, puisque le cylindre est aussi près que possible du réservoir de vapeur.

Dans \cÉ machines de même modèle, mais sans tiroir à détente variable, le conduit P est encore moins développé, attendu qu'il vient aboutir directement sur la face de la boîte de distribution.

La boite à fumée est un cylindre de tôle mince D, fixé par quelques vis sur le bout de la chaudière, et muni d'une porte fermée en marche par im tourniquet. On ouvre cette porte quand on doit ramoner les tubes, ou pour ralentir le tirage dans les moments d'arrêt.

La cheminée est formée d'une partie fixe E, rivée sur la boîte à fumée, et d'un prolongement à charnière Ë^ que l'on abaisse lorsqu'il s'agit de déplacer la machine; il prend la position indiquée en lignes ponctuées, fig. 1, et vient s'appuyer sur un support r fixé sur le réservoir de vapeur.

Le générateur est muni de ses appareils réglementaires de sûreté et d'observation , tels que :

Deux soupapes de sûreté montées sur un siège T commun , et chargées par des poids;

Un niveau Û'eau à tube de cristal U, et deux robinets d'épreuve V;

Un manomètre métallique X du système Bourdon.

Comme les machines locomotives, celles-ci sont dispensées de l'emploi du niveau à flotteur et à sifflet; aussi la réglementation de l'eau doit être l'objet d'une surveillance active, autant dans l'mtérêt de la conservation de la machine qu'en vue des accidents qui peuvent résulter d'une explosion. r

L'ensemble de cette chaudière est protégé par une garniture de feutre recouverte d'une enveloppe en bois. Généralement M. Uouffel, lui-môine, et d'autres constructeurs reco'uvrent le bois d'une chemise en tôle, ce qui est préférable, surtout pour une machine exposée souvent à l'action de l'atmosphère, car la garniture de bois toute seule, chauffée d'un côté, et soumise extéi'ieurement à la pluie ou a l'humidité, se détruit en peu de temps; les douves se disjoignent, se gauchissent, et les parois du générateur se trouvent de nouveau exposées au refroidissement jusqu'à ce que l'enveloppe soit changée ou réparée.

MÉCANiSME. — Il en reste peu de chose à dire qui n'ait pas été expliqué ci-dessus, l'ensemble ne présentant point du reste de particularité importante.

La structure de la plaque H et son ajustement sur la chaudière mérite cependant quelque attention. Rectangulaire dans la plus grande partie de sa longueur, elle s'élargit sensiblement à l'endroit des p?iliei*s, entre lesquels elle est évidée pour le passage de la bielle et du coude de l'arbre; en jscction transversale, elle présente un plateau accompagné d'une nervure de chaque côté.

Cette plaque est tixée sur le corps de chaudière par six boulons à* correspondant à un même nombre d'oreilles /, dont deux, cellesvis-à-vis des paliers, sont rentrantes.

LOCOMOBILE ROUFFET. 147

pour conserver l'alignement des autres. Toute la partie inférieure de la plaque, constituée par le champ des nervures et par les oreilles, est cylindnque, de façon h épouser exactement la forme de la chaudière; néanmoins, on comprend que le constructeur s'attache h faire porter particulièrement les oreilles, dont la semelle est conformée, à l'aide du burin et de la lime, à la partie correspondante de la paroi de la chaudière.

I^ pompe alimentaire N est construite, par rapport à la chapelle des clapets, pour être posée obliquement; sur la chaudière, au moyen d*unc bride par laquelle elle est fixée sur une potence à semelle inclinée u, dont la patte est fendue pour le passage des deux boulons qui l'assujettissent. Elle puise, par le tube d'aspinv tion N^ dans un réservoir qui n'est parfois qu'un tonneau ou un baquet que l'on est obligé d'amener là où la machine travaille, et que l'on remplit au fur et h mesure de la consommation. Ce tube N' est surmonté d'un robinet v h l'aide duquel on règle l'alimentation.

Lorsqu'un réservoir se trouve à proximité, on peut remplacer le tuyau N^ par un boyau flexible, et avoir l'eau d'une manière continue.

L'eau est refoulée par le conduit N* qui vient aboutir à la partie inférieure du foyer. Il est muni en cet endroit d'un robinet a;, qu'il faut bien se garder, sous peine de faire crever le tuyau ou la pompe, de ne jamais fermer, à moins que la machine soit complètement arrêtée, et que, pour une cause quelconque, on veuille démonter la pompe, la chaudière encore pleine d'eau.

DIMENSIONS ET CONDITIONS DE MARCHE

Nous avons h examiner à la fois les dimensions du générateur et de la mùchine, qui se trouvent réunis dans le système locoinobile; le générateur^ dont les dimensions sont aussi restreintes que possible, offre à cet égard un intérêt que l'on ne retrouve pas dans les appareils auxquels on peut donner facilement tout le développement qu'ils exigent.

Mécanisme. — La machine, qui est munie d'une détente variable, doit développer une puissance nominale de 8 chevaux, dans les conditions suivantes :

Vitesse de l'arbre par minute 90 tours.

Pression absolue de la vapeur 6 atmosph.

Degré de l'admission à pleine vapeur i /3

Voici ses principales dimensions :

Diamètre du piston 0" 215

Superficie oM 63

Coui-se 0"" 380

Volume engendré par coup simple 13<* <^ 794

D'après ces dimensions» et avec les conditions de marche données ci-dessus, on

IIK MOTEURS A VAPEUR.

trouve, h raidc de la règle ordinaire (formules A et B, 1. 1*', p. 3:^), que la puis* sance théorique développée égale 18 ehevaux-vapeur. Com|)arant à la force nominale, on obtient :

c*est-à-dire que le constiucteur a pris pour base de rétablissement de cette machine un rendement d'environ 45/100.

Gomme le mécanisme est établi avec beaucoup de soin, et que Ton peut facilement en obtenir 50 100 de l'efTet utile développé directement sur le piston, il en résulte que cette machine peut fournir sa puissance nominale en détendant au 1/4 environ de la course du piston.

En marchant à pleine vapeur et à la même pression, avec un générateur suffisant» on trouve, à Taidedu même calcul, que la puissance développée, et à 50/100 d*effet utile, s'élèverait à 14 chevaux.

Mais Tarbre moteur, dont le diamètre au collet n*est que de 7 centimètres, ne pclmet pas de Iransmettre normalement plus de 10 chevaux avec 90 tours par minute. 11 serait inutile qu*il fut plus fort, puisque la machine n*est livrée que pour 8 chevaux.

Générateur. — La surface de chaufle est composée du développement total des 20 tubes et de celui du foyer.

Voici les éléments qui permettent d'évaluer cette surface :

Longueur des lubes 2" 300

Diamètre extérieur 0" 065

Girconférence correspondante 0" 204

Superficie d'un tube 0,204 x 2,30 = 0- ^ 4692

Supei-flcie totale 0,4692 x 20 = 9-^ 38

Nous avons dit que le foyer est un corps cylindrique, dont le diamètre extérieur a 0",68, et la hauteur 0,70, et dont 3 10 de la circonférence sont remplacés par une paroi plane de 0,56 de largeur. 1^ surface de chaufle qu'il représente correspond à ce développement, plus le ciel, qui équivaut au même cercle diminué du même segment, superficie dont il faut déduire la section totale des 20 tubes qui aboutissent à la partie plane.

En calculant ces difTérentes parties de surface, on trouve :

Pourtour du foyer 1"^ 37

Giel Ô 31

Total 1-^ 68

Ajoutant cette surface à celle des tubes, il vient :