La mécanique à l'exposition de 1900

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- - LA
  - MÉCANIQUE
  - A l’Exposition de 1900
  - Publiée jsous le Patronage et la Direction technique d’un Comité de Rédaction
  - cjo MPOSÉ DE MM.
  - HATON DE LA GOUPILLIÈRE, G. O. Membre de l’Institut Inspecteur général^des Mines, Président
  - BARBET, ingénieur des arts et manufactures.
  - BIENAYME, C. inspecteur général du génie maritime.
  - BOURDON (Edouard), O. constructeur mécanicien, président de la chambre syndicale des mécaniciens.
  - BRULL, &, ingénieur, ancien élève de l’École polytechnique, ancien président de la Société des Ingénieurs civils.
  - C0LL1GN0N (Ed.), o. inspecteur général des ponts et chaussées en retraite.-
  - FLAMANT, O. >$£, inspecteur général des ponts et chaussées.
  - HIRSCH, O. inspecteur général honoraire des ponts et chaussées, professeur au Conservatoire des arts et métiers.
  - IMBS, &, professeur au Conservatoire des arts* et métiers et à l’École centrale des arts et manufactures.
  - LINDER, c. *, inspecteur général des mines en retraite.
  - ROZE,*, répétiteur d’astronomie et conservateur des collections de mécanique à l’École polytechnique.
  - SAUVAGE, O. ingénieur'en chef des mines, professeur à l’École des mines.
  - WALCKENAER, O. ingénieur en chef des mines, professeur à l’École des ponts et chaussées.
  - Secrétaire de la Rédaction : Glstave RICHARD, 44, rue de Rennes.
  - 2’ LIVRAISON
  - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR POUR L’INDUSTRIE ET LA MARINE
  - PAR
  - M. GH. BELLENS
  - PARIS. VI
  - Vve CH. DUNOD, ÉDITEUR
  - 49, QUAI DES GRANDS-AUGUSTINS, 49
  - TÉLÉPHONE 147.92
  - 1901
- Page de titre n.n. - vue 2/146
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - Avant-propos...................................................................................... I
  - PREMIÈRE PARTIE
  - CHAUDIÈRES MULTITUBULAIRES OU A TUBES d’eAU
  - CHAPITRE I. — Considérations générales sur la circulation de l’eau......................... 10
  - Théories de M. Babcock...................................................................... 11
  - — M. Brillié...................................................................... 13
  - — M. Krauss...................................................................... 14
  - — M. Walckenaer................................................................... 15
  - — M. de Chasseloup-Laubat......................................................... 16
  - — M. Bellens..................................................................... 17
  - CHAPITRE II. — Applications aux chaudières multitubulaires des considérations théoriques
  - et des résultats d’expériences sur la circulation.......................................... 21
  - CHAPITRE III. — Les chaudières multitubulaires a circuit composé simple.
  - Biétrix, Leflaive, Nicolet et Cie. — Chaudières à lames d’eau............................ 31
  - Compagnie française Babcock et Wilcox. — Chaudières à éléments........................... 35
  - Delpeutte. — Chaudières à éléments avec chauffage extérieur et intérieur des tubes....... 41
  - Frédéric Fouché. — Chaudières à lames d’eau, sans réservoir d’eau et de vapeur........... 42
  - N. Boser. — Chaudières à éléments à retours indépendants................................ 43
  - Société anonyme des générateurs Mathot. — Chaudières à lames d’eau ...................... 45
  - Société française de constructions mécaniques. — Chaudières à lames d’eau et retours indépendants....................................................................................... 47
  - Solignac, Grille et Cie. — Chaudière à éléments, à circulation artificielle.............. 49
  - Pétry-Dereux. — Chaudières à lames d’eau.................................................... 52
  - Simonis et Lanz. — Chaudières à lame d’eau et circulation artificielle..................... 53
  - L. et C. Steinmueller. — Chaudières à lames d’eau........................................ 56
  - Alexandre Bary. — Chaudières à éléments sectionnés....................................... 59
  - Société des Établissements W. Fitzner et K. Gamper. - Chaudière à lames d’eau avec retour
  - indépendant et circulation artificielle................................................. 61
  - CHAPITRE IV. — Les chaudières multitubulaires a circuit composé simple et retour intérieur
  - AUX TUBES VAPORISATEURS .
  - Joanny Joya. — Chaudières à collecteurs et retour intérieur.............................. 64
  - A. Montupet. — Chaudières à lame d’eau et retour intérieur............................... 66
  - J. et A. Niclausse. — Chaudières à éléments et retours intérieurs........................ 70
  - Société des Chaudronneries du Nord de la France. — Chaudières à éléments et tubes Field .. . 75
  - Société Industrielle de Paris. — Chaudières à lame d’eau, avec retour intérieur aux tubes vaporisateurs et appareil sécheur pour la vapeur........................................ 78
  - Duesseldorf-Ratinger-Rochrenkesselfabrik. — Chaudière à lame d’eau, avec retour intérieur
  - aux tubes et appareil sécheur pour la vapeur......................................... 80
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- - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Pages.
  - CHAPITRE Y. — Les chaudières multitubulaires a circuit composé mixte.
  - Crépelle-Fontaine. — Chaudière à éléments et circulation artificielle.................. 82
  - De Naeyer et Cie. — Chaudières à éléments sectionnés, avec .réchauffeur d’eau d’alimentation. 84
  - CHAPITRE VI. — Les chaudières multitubulaires a circuits distincts.
  - Ateliers de Constructions mécaniques. — Chaudière à tube Field système Turgan.......... 87
  - Delaunay-Belleville et Cie. — Chaudière à éléments en serpentin continu................ 89
  - Forges et Chantiers de la Méditerranée. — Chaudière à très petits tubes système Normand... 92
  - De la Brosse et Fouché. — Chaudière à très petits tubes. . . . ........................ 94
  - Société anonyme du Temple. — Chaudière à très petits tubes système du Temple Guyot.. ... 96
  - Clonhrock Steam Boiler C°. — Chaudière hérisson à spires, système Climax............ 98
  - DEUXIÈME PARTIE
  - CHAUDIÈRES A FOYER INTÉRIEUR ET A FOYER EXTÉRIEUR
  - CHAPITRE VIL — Les chaudières a foyer intérieur............................................. 100
  - Ewald Berninghans. — Chaudière à trois foyers intérieurs............................... 102
  - Société U. Paucksch. — Chaudière double à foyers intérieurs............................ 103
  - Établissements Jacques Piedbœuf. — Chaudière à deux foyers intérieurs et tubes Galloway.. . . 104
  - Société Galloway. — Chaudières à foyers intérieurs système Galloway.................... 106
  - Société des Établissements W. Fitzner et K. Gamper. — Chaudière à deux tubes foyers.... 107
  - CHAPITRE VIII. —Les chaudières tubulaires a foyers inntérieurs.............................. . 109
  - Chaligny et Cie — Chaudières tubulaires à foyer intérieur pour canot................... 110
  - Louis Grenthe. — Chaudière tubulaire à foyer intérieur................................. 112
  - Meunier et Cie. — Chaudières tubulaires à foyer intérieur.............................. 112
  - Ewald Berninghans. — Chaudière tubulaire à foyers intérieurs, système Tischbein........ 113
  - Petzold et Cie. — Chaudière tubulaire à foyers intérieurs, système Tischbein........... 115
  - CHAPITRE IX. — Les chaudières verticales a foyer intérieur.
  - Armand Girard. — Chaudière Field....................................................... 116
  - C. Mathian. — Chaudière Field.. ....................................................... 116
  - Meunier et Cie. — Chaudières verticales à foyers intérieurs............................ 117
  - A. Montupet. — Chaudière Field......................................................... 118
  - Alexandre Bary. — Chaudière verticale tubulaire........................................ 119
  - CHAPITRE X. — Les chaudières cylindriques a foyer extérieur............................ .... 119
  - E. Bérendorf fils. — Chaudière semi-tubulaire à bouilleurs............................. 120
  - Compagnie de Fives-Lille. — Chaudières semi-tubulaires à bouilleurs.................... 121
  - Crépelle-Fontaine. — Chaudière semi-tubulaire à bouilleurs et chaudières multibouilleurs à
  - circulation artificielle............................................................. 122
  - A. Girard. — Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs................................ 124
  - Meunier et Cie. — Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs............................ . 125
  - Montupet. — Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs, à courants renversés. ......... 126
  - N. Poser. — Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs et dégagement direct.............. 126
  - TROISIÈME PARTIE
  - APPAREILS AUXILIAIRES
  - CHAPITRE XI. — Appareils de sécurité, de contrôle et d’alimentation......................... 129
  - CHAPITRE XII. — Appareils d’économie......................................................... 134
  - Foyers et grilles........................................................................ 134
  - Surchauffeurs........................................................................... 136
  - Réchauffeurs ou économiseurs.............................................................. 137
  - Rendements théorique et pratique des chaudières........................................... 138
  - Annexe. — Tableau synoptique des chaudières en service...................................... 141
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - POUR
  - L’INDUSTRIE ET LA MARINE
  - A L’EXPOSITION UNIVERSELLE DE 1900
  - PAR
  - M. GH. BELLENS
  - AVANT-PROPOS
  - La partie la plus importante des chaudières à vapeur exposée était constituée par les générateurs qui fournissent la vapeur aux services mécaniques de l’Exposition, et était divisée en deux groupes dénommés : Usine La Bourdonnais et Usine Suffren, installés au fond du Champ-de-Mars, en avant de l’ancienne Galerie des machines. On trouvera tous les détails d’installation générale de ces deux groupes dans la première livraison de cette publication.
  - Les générateurs simplement exposés et non en service étaient disséminés un peu partout dans les diverses classes.
  - L’annexe de Vincennes possédait seulement deux chaudières en feu pour le service de la Section Américaine.
  - L’impression qui se. dégage d’une première visite à l’Exposition est que le type de chaudières multitubulaires ou à tubes d'eau1 s’est imposé et s’est considérablement développé dans l’industrie et la marine. Ensuite, sans détruire cette impression, le classement méthodique des observations montre que tous les principaux types de chaudières sont exposés. Seule la chaudière à un gros corps cylindrique simple avec bouilleurs n’est pas représentée : en fait elle n’est plus en harmonie avec les qualités de puissance, de rendement et de résistance exigées généralement par les besoins actuels de l’industrie.
  - La ehaudière multituhulaire est non seulement représentée par le plus grand nombre d’appareils, elle l’est aussi par ses principales variantes :
  - a) La chaudière multituhulaire à éléments avec retour d’eau extérieur aux tubes vaporisateurs et celle avec retour d’eau intérieur à ces tubes.
  - b) La chaudière à lames d’eau combinée avec ces mêmes modes d’alimentation des tubes vaporisateurs.
  - I. Dénomination adoptée par le Congrès de mécanique de 1900.
  - La Mécan. a VExpos.
  - t
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- - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - c) La chaudière à éléments composés d’un serpentin continu.
  - d) La chaudière à éléments sectionnés.
  - e) La chaudière de torpilleur à très petits tubes.
  - f) La chaudière hérisson modifiée.
  - g) La chaudière Field multitubulaire.
  - La chaudière à foyer intérieur est représentée par :
  - a) La chaudière cylindrique à un, deux et trois tubes-foyers.
  - h) La chaudière tubulaire à foyer intérieur.
  - c) La chaudière à foyer intérieur amovible.
  - d) La chaudière Tischbein formée d’un corps cylindrique tubulaire placé sur un autre corps cylindrique à deux foyers. Ce dernier type, peu connu en France, est fort répandu en Allemagne, en Autriche et en Russie.
  - e) La chaudière verticale à tubes Field ou à bouilleurs croisés.
  - La chaudière à foyer extérieur est représentée par :
  - a) La chaudière semi-tubulaire à bouilleurs.
  - b) La chaudière à bouilleurs superposés, dites multi-bouilleurs.
  - Nous maintiendrons dans nos descriptions la classification des chaudières en ces trois grandes familles. Nous l’avons déjà adoptée dans notre Traité des chaudières à vapeur, afin de mieux montrer les similitudes des divers générateurs de vapeur, qui diffèrent parfois tellement' comme aspect extérieur, et pour montrer combien il y a peu de différence générique entre des chaudières auxquelles leurs constructeurs attribuent souvent des mérites tout à fait exceptionnels.
  - L’ordre d’examen que nous allons suivre ne nous permet pas de conserver le groupement des appareils tel qu’il existe à l’Exposition.
  - Voici la nomenclature de tous les exposants de chaudières par ordre alphabétique et par pays.
  - FRANGE
  - Ateliers de constructions mécaniques, à Levallois-Perret.
  - Classe 19. — Une chaudière Field multitubulaire, système Turgan.
  - E. Bérendorf fils, à Paris.
  - Classe 19. — Une chaudière semi-tubulaire à bouilleurs.
  - Biétrix, Leflaive, Nicolet et Cie, à Saint-Etienne.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau, système « Buettner », en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Classe 33. — Pièces détachées du système de chaudière « Buettner ».
  - Chaligny et Cie, à Paris.
  - Classe 118. — 5 chaudières tubulaires à foyer intérieur pour canots.
  - Compagnie de Fives-Lille, à Pains.
  - Classe 19. — 3 chaudières semi-tubulaires à bouilleurs, en feu. Usine La Bourdonnais.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - 2-3
  - Compagnie française Babcock et Wilcox, à Paris.
  - Classe 19. 8 chaudières multitubulaires à éléments, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - 4 chaudières multitiibulaires à éléments, en feu. Usine Suffren.
  - 2 chaudières multitubulaires à éléments, type marine, enfeu. Usine La Bourdonnais. Classe 31. — 4 chaudières multitubulaires à éléments, en feu, à l’usine du service des eaux de 1 Exposition et qui figurent sur le catalogue officiel comme étant exposées, avec leurs accessoires, par la Société Française des pompes Worthington.
  - Ch. Crépelle-Fontaine, à La Madeleine-lez-Lille.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à éléments, avec émulseur Dubiau, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Une chaudière multibouilleurs avec émulseur Dubiau.
  - Une chaudière semitubulaire à bouilleurs.
  - Delaunay-Belleville et Cie, à Saint-Denis {Seine).
  - Classe 19. — 3 chaudières multitubulaires à éléments formés d’un serpentin continu, deux du type fixe et un du type transportable.
  - Classe 33, — Deux chaudières multitubulaires à éléments formés d’un serpentin continu, type marine.
  - Classe 64. — Une chaudière double multitubulaire à éléments formés d’un serpentin continu, appliqué à la suite des fours métallurgiques.
  - Classe 118. — 2 chaudières multitubulaires à éléments formés d’un serpentin continu, type marine, dont une incomplète, et 10 enveloppes avec ballons.
  - Delpeltte, à Saint-Nazaire.
  - Classe 19. — Une chaudière à vapeur multitubulaire à éléments verticaux.
  - Forges et Chantiers de la Méditerranée, à Paris. Classe 118. — Une chaudière à très petits tubes, système Normand.
  - Frédéric Fouché, à Paris.
  - Classe 119. — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau.
  - Armand Girard, à Paris.
  - Classe 19. — Une chaudière semitubulaire à bouilleurs. Deux chaudières verticales à tubes Field.
  - Louis Grenthe, à Pontoise.
  - Classe 19. — Une chaudière tubulaire à foyer intérieur.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Joanny Joya, à Grenoble.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à éléments et retours d’eau intérieurs aux tubes.
  - E. de la Brosse et Fouché, à Nantes.
  - Classe 19. — Une chaudière à très petits tubes.
  - G. Math fan, à Paris.
  - Classe 19. — Une chaudière verticale à tubes Field.
  - Meunier et Cic, à Fives-Lille.
  - Classe 19. — Deux chaudières semitubulaires à bouilleurs Une chaudière verticale à tubes Field.
  - Une chaudière verticale à tubes croisés.
  - Une chaudière à foyer intérieur amovible.
  - Une chaudière tubulaire à foyer intérieur vertical.
  - Antoine Montupet, à Paris.
  - Classe 19. — Trois chaudières multitubulaires à lames d'eau avec retour intérieur aux tubes, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Une chaudière semitubulaire, à bouilleurs, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Deux chaudières multitubulaires à lames d’eau avec retour intérieur aux tubes, type marine, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Trois chaudières multitubulaires à lames d’eau avec retour intérieur aux tubes.
  - Une chaudière verticale à tubes Field.
  - Classe 118. — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau avec retour intérieur aux tubes, type marine.
  - J. et A. Niclaüsse, à Paris.
  - Classe 19. — Chaudières multitubulaires à éléments et retour d’eau intérieur aux tubes. Douze chaudières, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Neuf chaudières, en feu. Usine Suffren.
  - Quatre chaudières de diverses puissances.
  - Classe 33. — Deux chaudières marines.
  - Classe 118. — Une chaudière double et une enveloppe de chaudière double avec ballons. Trois enveloppes de chaudières avec ballons.
  - Nicolas Roser, à Saint-Denis.
  - Classe 19. — Six chaudières multitubulaires, à.éléments, enfeu. Usine La Bourdonnais. Une chaudière semi-tubulaire à bouilleurs.
  - Une chaudière multitubulaire à éléments.
  - Société des Chaudronneries du Nord de la France, à Lesqmn-les-Lille (Nord). Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à tubes Field.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - 2-5
  - Société Anonyme des Générateurs Mathot, à Roeux-les-Arras (Pas-de-Calais).
  - Classe 19. Quatre chaudières uiultitubulaires a larnes d eau, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Trois chaudières multitubulaires à lames d’eau, en feu. Usine Suffren.
  - Société Anonyme du Temple, à Paris.
  - Classe 118. — Une chaudière à très petits tubes, type du Temple-Guvot.
  - Société Française de Constructions mécaniques « Anciens Établissements Gail », à Paris. Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau avec retour extérieur.
  - Société industrielle de paris, à Poissy [S.-et-O.].
  - Classe 118. — Une chaudière à lames d’eau et retour d’eau intérieur aux tubes.
  - Solignac, Grille et Cie, à Paris.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à éléments.
  - ALLEMAGNE
  - E. Berninghaus, Duisbourg-sur-Rhin.
  - Classe 19. — Quatre chaudières, type Tischbein, en feu. Usine Suffren.
  - Une chaudière à trois foyers intérieurs, en feu. Usine Suffren.
  - Düsseldorf-Ratiiingen Rôhrenkessel Gesellschaft « Ancienne maison Dürr et Cie »,
  - à Rathingen, près Dusseldorf.
  - Classe 118. — Une chaudière à lames d’eau avec retour intérieur aux tubes.
  - Pétry Dereux, à Duren (Province Rhénane) }
  - Classe 19. —Une chaudière multitubulaire à lames d’eau, en feu. Usine Suffren.
  - Petzold et Cie, à Inowrazlaiv (Posen).
  - Classe 19. — Une chaudière Tischbein, en feu. Usine Suffren.
  - Simonis et Lanz, à Francfort-sur-Mein.
  - Classe 19, — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau, en feu. Usine Suffren.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Société Paucksch, à Landsberg-sur-Warthe.
  - Classe 19. — Une chaudière double à foyers intérieurs, en feu. Usine Suffren.
  - L. et G. Steinmuller, à Gummershach.
  - Classe 19. — Cinq chaudières multitubulaires à lames d’eau, en feu. Usine Suffren.
  - BELGIQUE
  - De Naeyer et Cie, à Willebroeck.
  - Classe 19. — Six chaudières multitubulaires à éléments sectionnés, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Quatre chaudières multitubulaires à éléments sectionnés, en feu. Usine Suffren.
  - Etablissements Jacques Piedbœuf, à Jupille.
  - Classe 19. — Une chaudière à foyer intérieur.
  - ÉTATS-UNIS DE L’AMÉRIQUE DU NORD Clonbrock Steam Boiler CO; à Brooklyn.
  - Classe 19. — Deux chaudières multitubulaires hérisson, type Climax, en feu, à l’Annexe de Vincennes.
  - GRANDE-BRETAGNE
  - Société Galloway, à Manchester.
  - ?
  - Classe 19. — Six chaudières à foyers intérieurs, en feu. Usine Suffren.
  - RUSSIE
  - Alexandre Bary, à Moscou.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à éléments sectionnés. Une chaudière tubulaire à foyer intérieur vertical.
  - Société des Établissements W. Fitzner et K. Gamper, à Sielce, près Sosnowice.
  - Classe 19. — Une chaudière multitubulaire à lames d’eau avec émulseur Dubiau, en feu. Usine La Bourdonnais.
  - Une chaudière multitubulaire à lames d’eau avec émulseur Dubiau.
  - Une chaudière à fovers intérieurs.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - 2-7
  - Le genre de chaudière multitubulaire était représenté par.. 124 appareils, dont 80 en feu.
  - — à foyer intér1’ — .. 30 — 13 __
  - — à foyer extérr — ..11 — 4 __.
  - Dans cet ensemble important de chaudières, il est bon de remarquer tout d’abord que la construction française, sauf de rares exceptions, et en excluant les générateurs pour la marine, n’était pas représentée par ses meilleurs produits, et que les constructeurs allemands ont exposé des appareils généralement très bien exécutés et révélant l’emploi courant d’un outillage bien conçu et puissant.
  - C’est à la Société des Établissements Fitzner et Gamper, de Sielce (Pologne russe) que revient incontestablement la palme du mérite. Les plus petits détails comme les grandes lignes de la construction ont dû, dans ces usines, fournir l’objet d’une série de travaux des plus importants, pour atteindre le.degré de perfection que nous avons admiré. Nous avons pu obtenir des renseignements détaillés sur les procédés de soudure et sur la fabrication des foyers ondulés, que l’on trouvera insérés à la suite de la description de la chaudière à foyer intérieur de cette Société.
  - Au point de vue de leur conception théorique, la plupart des chaudières exposées sont la reproduction fidèle des errements du passé, et témoignent du faible rôle que les lois et les phénomènes de la physique industrielle jouent dans les préoccupations de la plupart des constructeurs de chaudières.
  - Deux maisons exposent des chaudières munies de l’appareil émulseur Dubiau, qui active la circulation de l’eau, facilite le dégagement de la vapeur, assure des avantages économiques importants, et donne de nouvelles garanties de sécurité. D’autres maisons exposent des chaudières dont les modifications au type primitif ont été souvent inspirées par nos travaux sur les chaudières, mais plus ou moins bien interprétés.
  - Aucun enseignement ne ressort de l’ensemble des appareils exposés pour l’emploi de la vapeur. La question de la vapeur surchauffée, surtout, a été complètement délaissée. La maison Berninghaus (Allemagne) expose deux chaudières avec surchauffeurs de vapeur, mais la vapeur de ces appareils se déverse dans la tuyauterie commune.
  - Les quatre chaudières Babcock et Wilcox de l’usine élévatoire Worthington, pour le service des eaux, sont également munies de surchaufîeurs, mais cette installation spéciale, pour des pompes à action directe, est un cas trop particulier pour pouvoir être considérée comme une application de la surchauffe aux moteurs industriels.
  - L’Administration de l’Exposition a écarté systématiquement les demandes faites pour l’installation des moteurs fonctionnant avec de la vapeur surchauffée. La condition qu’elle s'était imposée était de faire déverser toute la vapeur dans des tuyauteries communes. Il est regrettable que cet agencement, érigé en question de principe, ait privé le monde des ingénieurs et des industriels d’étudier la condition qui prime actuellement toutes les autres dans l’emploi de la vapeur d'eau pour la production de la force motrice. On est même amené à se demander si ce n’est pas une faute lourde commise par la Direction de l’Exploitation. Les progrès réalisés depuis quelques années en Autriche et en Allemagne dans les applications de la vapeur surchauffée sont ignorés de la presque totalité des ingénieurs français; de plus, il n’y a pas chez nous d’intallations similaires, permettant l’étude complète et le développement de ces applications.
  - La distribution par soupapes, qui seule s’accommode bien de la surchauffe, n’a pas encore été adoptée par nos constructeurs de machines. Ces constructeurs préfèrent s’en tenir aux tiroirs plans, et surtout aux robinets Corliss, plutôt que d’apporter une modification à leurs modèles établis. Ils vont ainsi à l’encontre de leurs intérêts, en négligeant le seul élément qui pourra leur permettre de soutenir la lutte contre le développement et la suprématie du moteur à gaz. La machine à vapeur entre dans une période de crise
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - qui menace d’être fort aiguë, et la situation nous paraît analogue à celle qui a existé il y a dix à quinze années, entre l’éclairage au gaz et l’éclairage à l’électricité. L’industrie gazière s’était laissé surprendre faute de prévoyance, et il lui a fallu être sérieusement atteinte dans ses intérêts pour quelle se décidât à développer l’invention de Auer, éconduit jusque-là par la routine. Pouvait-on prendre au sérieux un inventeur qui se proposait de réduire la dépense du gaz? L’éclairage du Champ-de-Mars à l’Exposition de 1900 est la revanche du gaz contre l’électricité pour l’éclairage public.
  - Le moteur à gaz se développe d’une façon inquiétante pour les constructeurs de machines et de chaudières. Les grosses unités paraissent être actuellement dans le domaine de la pratique, et les résultats économiques sont des plus satisfaisants, quoique encore perfectibles. L’emploi, rendu possible, des gaz de haut fourneau, a déjà porté un coup très sensible aux installations à vapeur. Il s’agit là, il est vrai, d’applications particulières et forcément limitées; mais les installations industrielles sont aussi sérieusement menacées. Les moteurs à gaz pauvre de 200 à 300 chevaux consomment régulièrement environ 500 grammes de charbon anthraciteux par cheval-heure. Un essai fait parM. le professeur Aimé Witz sur un moteur de 100 chevaux, a donné une consommation de 600 grammes de charbon par cheval-heure effectif. Il n’y a pas en France d’installation à vapeur pouvant rivaliser avec un tel résultat. Nos meilleurs constructeurs ne peuvent livrer une machine, dans ces puissances, avec une consommation inférieure à 7 kilog. de vapeur, soit, avec les pertes de la conduite, 7,5 kilog. Pour être aussi économique que le moteur thermique, l’installation à vapeur devrait pouvoir produire aux chaudières 15 kilog. de vapeur par kilog. de combustible.
  - Dans de telles conditions, la lutte serait impossible, et il faut que les constructeurs de machines à vapeur et de chaudières se mettent de suite à la besogne, pour éviter les déboires que leur prépare un avenir très rapproché.
  - Dans les machines à vapeur, il faudra employer la surchauffe d’une façon générale, avec détente double ou multiple. La distribution par soupapes permettant seule l’emploi d’un degré de surchauffe suffisant, il faudra l’adopter sans hésiter pour le cylindre de première admission, et on pourra maintenir, si on y tient, la distribution Corliss aux autres cylindres. A part les soins à donner aux calculs des organes de distribution et des volumes des cylindres, et l’amélioration de quelques détails de construction, là se borne à notre avis tout ce que pourra faire le constructeur de machines à vapeur ; il doit ainsi obtenir des consommations de vapeur de 4,4 kilog. à 5 kilog. par cheval indiqué. Nous connaissons à l'étranger des machines pour lesquelles la garantie de consommation est de 4 kg. 55 de vapeur par cheval-heure indiqué.
  - C’est au constructeur de chaudières à faire le reste; son rôle est le plus important.
  - Il lui faudra munir les chaudières de bons surchauffeurs, efficaces et ne se détériorant pas. Il faut, à notre avis, abandonner complètement les surchauffeurs à foyer indépendant; l'appareil de surchauffe doit faire partie intégrante de la chaudière. C’est là une partie fort délicate, car il faut savoir où placer et comment disposer le surchauffeur pour obtenir l’effet cherché.
  - Le degré de surchauffe donnant le maximum d’économie possible avec la machine à alimenter, varie suivant les installations. La surchauffe doit parfaire : l°aux pertes de la conduite; 2° aux pertes de chaleur du cylindre de première admission, lequel n’aura plus besoin d’enveloppe. Elle sera suffisante pour que la vapeur passant au cylindre suivant (lequel sera à enveloppe) soit saturée et sèche. Pour obtenir ce résultat il faut que le surchauffeur soit composé de petits tubes, et que certaines relations soient gardées entre l’emplacement du surchauffeur dans les carneaux de la chaudière, l’allure de la grille, la surface de surchauffe, la vitesse d’écoulement de la vapeur dans l’appareil et le temps pendant lequel la vapeur parcourt les surfaces chauffées.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - Il faudra ensuite que le constructeur de chaudières établisse son générateur pour obtenir le maximum d’utilisation possible. Les appareils devront être étudiés mieux qu’on ne l’a fait jusqu’ici, sans se borner à construire un type quelconque, plus ou moins copié sur celui du voisin, et sans promettre l’impossible et recourir à des effets de prestidigitation pendant les essais de garantie. Il faudra donc avoir des chaudières rationnelles, ayant une bonne circulation de l’eau, construites non pas comme la chaudronnerie actuelle, mais comme de la mécanique, afin de donner la plus grande sécurité. Le moteur à gaz se réclame de supprimer les explosions de chaudières. Il faudra avoir une allure de grille modérée pour assurer la bonne combustion du charbon et une surface de chauffe suffisante pour utiliser convenablement la chaleur du foyer. Le réchauffeur sera bien conçu, et sa surface bien proportionnée, pour dépouiller autant que possible les gaz de la combustion.
  - Voilà les grandes lignes de la tâche qui incombe au constructeur de chaudières. Nous nous hâtons d’ajouter, quelque ardue que puisse paraître la solution de ce problème, qu’il est facilement réalisable, et qu’on peut obtenir ainsi une production de 10 kilog. de vapeur surchauffée par kilog. de combustible de même pouvoir calorifique que celui employé pour les moteurs à gaz.
  - Dans les conditions que nous venons d'indiquer, la vapeur pourra tenir tête et empêcher le développement absorbant du gaz pauvre. L’emploi de la vapeur présente tellement d’avantages, qu’on n’hésitera pas à lui donner la préférence à égalité de consommation.
  - Avant de commencer l’examen détaillé des diverses chaudières exposées, il convient d’expliquer ici que la qualité d’un générateur dépend de trois conditions : sa construction, sa conception et sa disposition.
  - La qualité de la construction d’une chaudière est d’une importance capitale. Ce n’est que grâce aux soins d’une construction irréprochable qu’on a vu le développement considérable pris par des chaudières qui sont parfois défectueuses de conception. La bonne construction donne les plus grandes garanties de sécurité, et la sécurité doit être recherchée avant tout dans l’établissement des chaudières ; c’est pourquoi nous avons vérifié et relaté scrupuleusement comment est traitée l’exécution des différentes chaudières exposées.
  - Quelle que soit la forme que l’on donne à un assemblage de surfaces métalliques, si l’on met de l’eau à l’intérieur et du feu à l’extérieur, on produira de la vapeur. Le fait d’avoir un appareil produisant de la vapeur d’eau n’entraîne pas comme conséquence que l’appareil produit cette vapeur dans des conditions économiques, que sa conception est bien fondée et que les dispositions adoptées pour réaliser ces idées soient heureuses, ni même que l’appareil puisse rendre les services que demande l’industrie. Pour analyser cette partie toute théorique, nous ferons précéder d’un exposé de principes le genre de chaudières qui seront décrites. Cela évitera des répétitions d’ordre général dans les descriptions particulières à chaque constructeur. Il suffira de se reporter à la partie de l’exposé général rappelée par les renvois.
  - Nous terminerons notre travail en présentant les accessoires de chaudières nouveaux ou perfectionnés que nous avons examinés au Champ-de-Mars. Le nombre de ces appareils est considérable, et il nous était impossible de les présenter tous sans nuire à l’objet même de notre étude, qui est un travail tout personnel et non une compilation des prospectus des exposants.
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- - PREMIÈRE PARTIE
  - CHAUDIÈRES MULTITUBULAIRES OU A TUBES D’EAU
  - CHAPITRE PREMIER
  - Considérations générales sur la circulation de l’eau.
  - Sur 165 générateurs de vapeur exposés, 124 appartiennent au genre multitubulaire. Les constructeurs de ces appareils revendiquent tous, pour leurs dispositions particulières, les avantages d’une circulation d’eau effective, énergique et activée.
  - L’étude critique des chaudières de ce genre ne saurait donc être complète sans un exposé préliminaire sur la question très importante de la circulation de l’eau, qui a donné lieu récemment à des controverses fort animées. Nous ne donnerons pas à ce chapitre de physique industrielle tout le développement qu’entraînerait l’étude complète du phénomène ; nous résumerons seulement les points principaux pouvant être directement rattachés à la marche des chaudières multitubulaires.
  - Depuis quelques années, la question a été l’objet de travaux importants et de recherches expérimentales considérables. Les publications techniques qui ont exposé ces travaux et ces recherches ont provoqué des polémiques très étendues, et du plus grand intérêt pour les spécialistes. Gela prouve que la question est loin d’être définitivement résolue, et que son étude a encore besoin d’être développée.
  - Le phénomène physique qui donne lieu à la circulation de l’eau est le suivant :
  - Lorsqu’une bulle de gaz ou de vapeur s’élève dans un tube plongeant au sein d’un liquide, il se produit à la base du tube une dépression. Dans le cas où le tube affleure à sa partie haute le niveau de l’eau et dans celui où le tube plonge entièrement dans le liquide, toute la colonne fluide du tube se met en mouvement vers le haut, et le liquide environnant afflue vers le bas du tube. Lorsque la bulle se sera dégagée du tube, le mouvement provoqué par sa montée ne cessera pas immédiatement, à cause des forces vives acquises par les colonnes liquides, mais il diminuera progressivement pour cesser lorsque les résistances auront absorbé lesdites forces vives.
  - Si le tube dépasse le plan d’eau, la colonne liquide qu’il contient s’élève dans le tube pendant l’ascension de la bulle, et le niveau s’arrête à une certaine hauteur au-dessus du plan d’eau d’origine. Lorsque la bulle s’est dégagée, la colonne du tube retombe, il se produit une série d’oscillations d’amplitude décroissante jusqu’au repos. Il n’y a pas eu circulation ; mais si le tube n’avait dépassé le plan d’eau que d’une hauteur moindre que celle à laquelle s’était élevée le niveau intérieur du tube, l’eau serait retombée par déversement, et il y aurait circulation.
  - Si des bulles se dégagent successivement et d’une façon permanente dans le tube, la dépression produite par leur ascension sera permanente, et toute la masse liquide sera animée d’un mouvement continu, ascendant dans le tube, descendant à l’extérieur du tube.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - Ces faits peuvent être facilement contrôlés par des expériences. Ils sont hors de discussion.
  - Il convient maintenant de bien expliquer ce que l’on doit entendre par circulation de l’eau.
  - Certains auteurs, et notamment M. Brillié, qui a publié sur ce sujet des études fort savantes, ont entendu par ce mot la vitesse avec laquelle se meut le mélange des fluides eau et vapeur, d’où ils ont conclu que la circulation est d’autant meilleure que cette vitesse était plus grande.
  - Cette conception est à notre avis inexacte; ce que l’on veut obtenir par la circulation, c est l’établissement d’un courant d’eau énergique venant balayer les surfaces de chauffe. Il faut donc seulement considérer le volume d'eau passant par seconde sur ces surfaces, et la circulation sera alors d’autant meilleure que ce volume d’eau sera plus considérable.
  - Si la vitesse des fluides était le critérium de la circulation, l’effet que nous venons d’indiquer n’aurait plus d’importance dans un circuit de circulation. La vitesse de montée d’un mélange d’eau et d’un gaz ou d’une vapeur croît principalement en fonction de la proportion du fluide gazeux dans le mélange. Nous verrons plus loin que les résultats de nombreuses expériences ont montré que le volume d’eau mis en mouvement atteint très rapidement un maximum. A partir de ce moment, pour le cas de la vapeur, lorsque la colonne en mouvement n’est pas soustraite aux influences thermiques, le volume d’eau diminue au fur et à mesure qu’augmente la proportion du fluide gazeux dans le mélange et la vitesse de ce dernier. Il n’est donc pas juste de dire que plus la vaporisation est active, plus importante et meilleure est la circulation. Il est dangereux même de disposer des systèmes où la vitesse des fluides doit dépasser celle qui correspond au volume d’eau maximum pouvant être mis en mouvement.
  - Ce que nous venons de dire devrait être un précepte immuable dans la construction des chaudières multitubulaires, afin de maintenir toujours les appareils dans les conditions du maximum de sécurité. Mais il faudrait pour cela que les productions normales, pour lesquelles on vend d’habitude ces chaudières, fussent considérablement réduites.
  - Bien que le phénomène de la circulation naturelle de l’eau ait été exposé et discuté par un grand nombre d’ingénieurs, peu d’entre eux ont étudié suffisamment les faits pour pouvoir les expliquer et présenter une théorie rationnelle et une formule pour calculer les débits. Les ingénieurs qui ont envisagé tous les points de la question se partagent en deux camps opposés, et leurs manières de voir individuelles sont différentes. Tout le monde est d’accord sur l’effet qui entraîne le mouvement de l’eau, c’est-à-dire la dépression qui se produit à la base de la colonne d’eau dans laquelle se dégagent les bulles. Mais le désaccord est complet sur la cause qui produit cette dépression.
  - La théorie la plus ancienne en date est celle dite du poids spécifique moyen. Elle se retrouve dans les quelques vieux ouvrages de mécanique traitant des chaudières, et a été reprise et développée en 1890 par M. G. Babcock1.
  - THÉORIE DE M. BABCOCK
  - M. Babcock expose que, dans un tube en U inséré sur le fond d’un récipient et dont on chauffe une branche, la circulation est produite par la différence de densité des deux colonnes et qu’elle .est fonction de cette différence. Ceci est exact tant qu’il n’y a pas de production de vapeur; mais, pour pouvoir assimiler les deux cas, M. Babcock a été forcé
  - 1. La Vapeur, brochure éditée par la Cie Babcock et Wilçox.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - d’admettre que lorsqu’il y avait ébullition, Feau et la vapeur formaient une combinaison intime à laquelle il a donné le nom de mucilage. Cette combinaison instable, locale et particulière d’eau et de vapeur, ayant un poids spécifique plus faible que celui de l'eau, étant acceptée, il y avait au bas de la colonne montante différence de pression due aux différences de densité. Mais l’eau et la vapeur ne forment pas de combinaison intime, et les bulles sont disséminées dans la masse d’eau d’une façon très irrégulière. Elles différent de volume, et dans leur mouvement d’ascension, elles s’agglomèrent et forment au débouché dans le récipient supérieur de grosses bulles, parfois de gros ballons pouvant aller jusqu’à occuper toute la section du débouché.
  - En présentant cette nouvelle combinaison du mucilage d’eau et de vapeur, M. Babcock a cru éviter par avance la critique fondée de son système.
  - Pour qu’il puisse se produire dans lé bas de la colonne de montée du tube en U chauffé une dépression correspondante à celle qui donnerait une différence de densité réelle, il faudrait que les deux conditions suivantes soient remplies :
  - 1° Que les bulles de vapeur n’aient pas de vitesse relative par rapport à l’eau dans laquelle elles se meuvent ;
  - 2° Que le mouvement d’ascension des bulles soit un mouvement uniforme.
  - Or, ces deux conditions ne sont à peu près remplies que dans le seul cas limite où l’ascension des bulles se fait dans les tubes d’assez petit diamètre pour qu’elles viennent occuper toute la section du tube. Alors seulement la pression qui s’exerce par la colonne de chapelets est égale à celle que donnerait une même colonne d’un fluide ayant comme densité le poids spécifique moyen du mélange. En partant implicitement de ce cas limite, tous les partisans de la théorie dite du poids spécifique moyen ont établi leurs développements, ce qui suffit à démontrer que cette manière d’envisager les faits ne peut pas être
  - généralisée. M. Babcock, pour appliquer les déductions de sa théorie au fonctionnement des chaudières qu’il exploitait, a présenté une transformation de dessins élégante, mais a commis une erreur technique considérable.
  - Parti du tube en U vertical de la fig. 1, cas le plus simple et le plus rationnel du dispositif de circulation, M. Babcock le transforme en celui représenté fig. 2, dont le fonctionnement reste pour lui le même. Il négligeait ainsi le raccourcissement des branches verticales, dont la hauteur a une importance considérable sur la circulation, et la résistance au mouvement de circulation produite par la partie faiblement inclinée et les deux coudes brusques. Ensuite, par l’addition d’autres tubes, M. Babcock composait le dispositif de la fig. 3, en ajoutant qu’ainsi on augmentait la surface de chauffe, « tout en conservant la forme et le fonctionnement du tube en U »,
  - L’examen attentif et raisonné des trois figures montre qu’il faut beaucoup de bonne volonté pour admettre la similitude du dispositif de la fig. 3, à celui de la fig. 2 et, a fortiori, à celui de la fig. 1,
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  - Nous examinerons plus loin le fonctionnement du dispositif de la fig. 3 lorsque nous étudierons la circulation de l’eau dans les différents modèles de chaudières.
  - En appliquant la formule de Bernouilli, M. Babcock a déterminé la vitesse de circulation théorique. Le résultat de son calcul montre que le maximum d’eau en circulation est obtenu lorsque la densité du mucilage dans la colonne montante est la moitié de la densité de l’eau dans la colonne de retour, ce qui revient à dire : lorsqu’il y a des volumes égaux d’eau et de vapeur dans le flux ascendant.
  - M. Babcock a négligé toutes les pertes de charges, provenant des changements de direction, des rétrécissements de section, des frottements, de la formation des bulles de vapeur, et calcule, au moyen de cette vitesse théorique, combien de fois une molécule d’eau doit passer dans les tubes avant de se vaporiser : 110, 216, 870 fois (!). La seule conclusion qui se dégage de la théorie Babcock, c’est qu’il faut prendre une chaudière Babcock et Wilcox, pour avoir une bonne circulation.
  - THÉORIE DE M. BRILLIÉ
  - M. Brillié, ingénieur des Constructions navales, a publié dans le journal Le Génie civil, de décembre 1897 à octobre 1899, plusieurs séries d’articles, dont l’ensemble forme l’étude mathématique la plus complète qui ait été faite sur la circulation de l'eau dans les chaudières à très petits tubes.
  - M. Brillié n’a pas énoncé de prime abord la cause à laquelle il attribue la dépression produisant la circulation. Il s’est attaché à démontrer parle calcul et par le raisonnement, que lorsqu’une bulle s’élève et que son mouvement peut être considéré comme uniforme, à partir de ce moment « tout se passe, au point de vue de la pression moyenne, sur le fond du vase, comme si l’on avait un liquide homogène ayant le même poids spécifique que le mélange d’eau et de la bulle ». M. Brillié ajoute que Babcock s’est trompé dans l’exposé de sa théorie (qui est juste comme conclusion), car il a omis de dire qu’elle n’était admissible qu’à partir du moment où les bulles atteignent le mouvement uniforme.
  - Mais quand M. Brillié passe ensuite à la démonstration que le mouvement d’une bulle peut être considéré comme uniforme, pour ainsi dire, dès le début de son ascension, cela revient en somme à l’admission de la théorie du poids spécifique moyen dans toute son acception et pour tous les cas.
  - Toute l’étude de M. Brillié est surtout relative au phénomène de la circulation de l’eau dans les tubes de faibles dimensions, tels que ceux employés dans les chaudières à très petits tubes (du Temple, Normand, Thornycroft, Yarrow, etc.), dont la marine militaire a une tendance à développer l’emploi. Pour ce cas particulier, qui se rapproche du cas limite indiqué plus haut, pour lequel toutes les théories donnent un résultat uniforme, on peut envisager la question en s’appuyant sur la théorie des densités moyennes. Dans ce cas, les bulles forment piston dans le tube, l’eau et la vapeur sont animées de la même vitesse. Mais il ne s’agit là que d’un cas particulier, et, pour pouvoir généraliser l’application du principe fondamental de sa théorie, M. Brillié a été forcé d’admettre les deux hypothèses suivantes :
  - 1° La vitesse relative des bulles de vapeur par rapport à l’eau est négligeable ;
  - 2° Les bulles sont uniformément réparties dans l’eau.
  - Nous retrouvons ici les conditions du mucilage de Babcock présentées sous une forme plus scientifique ; mais les expériences bien faites ont démontré que la vitesse relative des bulles par rapport à l’eau croît beaucoup au fur et à mesure que l’on s’écarte du cas limite, que les bulles de vapeur sont réparties très inégalement dans la masse d’eau et diffèrent beaucoup comme grandeur.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Le travail de M. Brillié fait grand honneur à ses qualités de mathématicien. On peut toutefois lui reprocher, qu’après avoir développé et défendu la théorie des poids spécifiques moyens, il a complètement négligé les formules découlant de cette théorie lorsqu’il s’est agi de déterminer par l’analyse les formules donnant les vitesses de circulation théorique. M. Brillié a alors pris exclusivement en considération la variation d’énergie des bulles entre leurs positions extrêmes au sein et à la surface du liquide.
  - Avant M. Brillié, cette considération de la variation d’énergie potentielle des bulles avait été déjà présentée par M. Walckenaer (Revue de Mécanique, février 1897) et étudiée par M. de Chasseloup-Laubat (Bulletin de la Société des Ingénieurs civils, avril 1897) et enfin par nous (Revue technique, février 1898).
  - Les développements analytiques de M. Brillié sont très longs et d’une étude fort ardue. Tous les cas théoriques relatifs aux chaudières à très petits tubes ont été calculés, à l’aide d’hypothèses plus ou moins admissibles, et les résultats du calcul sont représentés graphiquement par des courbes.
  - M. Brillié a ainsi trouvé que le maximum de circulation d’eau était obtenu lorsque le mélange se composait de volumes égaux d’eau et de vapeur, et que la valeur absolue de ce maximum variait, dans de certaines limites, comme le diamètre du retour. Cette influence du retour a été présentée pour la première fois par nous dans la Revue technique, de février 1898.
  - M. Brillié, ainsi que nous l’avons dit, a spécialement étudié le phénomène de la circulation dans les chaudières à très petits tubes. La section de production et de dégagement reste constante. Aussi, il faudrait apporter de nombreuses restrictions à ses raisonnements et à ses conclusions s’ils étaient appliqués aux chaudières multitubulaires en général.
  - Les conclusions de M. Brillié sont que, pour assurer une bonne circulation de l’eau il faut : 1° donner aux chaudières à très petits tubes une grande hauteur; 2° employer des tubes relativement gros, inclinés sur l’horizontale seulement à partir d’une certaine hauteur au-dessus des collecteurs inférieurs, et sur une partie d’autant plus courte que l’inclinaison est plus forte; 3° raccorder ces tubes inclinés aux parties verticales par des courbures à grand rayon, et ménager des retours d’eau dhme section égale à la section totale des tubes vaporisateurs.
  - Ce simple énoncé suffit pour montrer combien peu des chaudières multitubulaires ordinaires remplissent les conditions d’une bonne circulation théorique.
  - Théorie de M. Krauss.
  - M. Krauss, ingénieur à Vienne (Autriche), a fait paraître sur la circulation de l’eau une étude des plus intéressantes dans le Journal de la Société pour la surveillance des chaudières, en Autriche.
  - M. Krauss commence par expliquer qu’une bulle ne peut s’élever dans un liquide, qu’à la condition qu’un volume égal d’eau tombe : c’est, à l’état d’embryon, la considération de l’énergie potentielle disponible. Mais, contrairement à ce qu’a fait M. Brillié, M. Krauss n’a pas développé cette considération : il étudie les conséquences du volume d'eau qui tombe, cause du mouvement qui se produit dans le système. Ce calcul le conduit à énoncer cette conclusion : que les mouvements de la bulle et de l’eau peuvent être .considérés comme uniformes dans un intervalle de temps très court après le départ.
  - M. Krauss étudie ensuite la chute, dans l’eau, d’un corps plus lourd et, par application de la valeur de la pression exercée par ce corps sur l’eau, il conclut que, lorsque le mouvement uniforme est atteint par le corps, la pression exercée sur le fond du vase est égale à celle que donnerait un liquide ayant comme densité le poids spécifique moyen du
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  - système. D’après l’auteur, lorsqu’il s’agit de bulles qui montent, et sans que la transition soit expliquée, la pression de l’eau qui tombe est soustractive, au lieu d’être additive comme dans le cas d’un corps plus lourd. C’est par ce raisonnement que M. Krauss se rallie à la théorie de la densité moyenne.
  - Partant de ce principe, M. Krauss détermine la hauteur de la colonne d’un mélange d’air et d’eau faisant équilibre à une colonne d’eau donnée. La différence de hauteur entre la colonne théorique d’air et d’eau et celle existant réellement dans le tube de montée détermine le mouvement. En admettant que l’air s’élève avec la même vitesse que l’eau (mucilage de Babcock, bulles uniformément réparties de M. Brillié), M. Krauss établit des formules en fonction du volume d’eau présent dans le tube. Il trouve également, comme condition du maximum de circulation d’eau, le mélange de volumes égaux d’air et d’eau.
  - M. Krauss passe ensuite à 1 examen du cas où la circulation se produit par le fait de la production et du dégagement des bulles de vapeur ; il fait remarquer combien les conditions diffèrent et ne permettent pas une analyse complète du phénomène par le calcul. Toute cette partie du travail de M. Krauss est traitée surtout théoriquement, et offre le plus grand intérêt.
  - L’auteur y démontre, en établissant certaines suppositions pour les cas les plus favorables, que, pour un faisceau tubulaire peu incliné sur l’horizontale, le retour se fait partie par les tubes du haut et partie par le corps supérieur de la chaudière. Mais il ajoute que l’importance des courants ainsi définis, grâce aux hypothèses, n’est que momentanée, et leur état instable; que la production de la vapeur vient à tout moment en modifier profondément la direction et l’importance. Il conclut, qu’en pratique, seule la communication entre la partie la plus haute du faisceau tubulaire et le corps supérieur de la chaudière peut être utilement employée pour provoquer la circulation générale de l’eau, circulation dont l’importance dépend de la hauteur et de la section de cette communication, ainsi que du volume de vapeur qui y est présent. M. Krauss n’a pas étudié l’influence de la section du retour ; mais il indique néanmoins que la section du retour doit être largement calculée.
  - Cet exposé sommaire des publications des trois défenseurs les plus autorisés de la théorie dite des poids spécifiques moyens montre que les partisans de cette théorie ont été forcés, pour leurs études, d’admettre, comme hypothèse, des conditions telles, pour la répartition de la vapeur dans l’eau, que le mélange formât en réalité un tout homogène, ou qu’il se trouvât dans les conditions des chapelets. Ils ont été forcément tous amenés ainsi à étudier en réalité un seul et même cas limite, ce qui fait que leurs formules donnent, pour le poids d’eau maximum mis en circulation, des résultats qui concordent entre eux, et qui concordent avec ceux obtenus par les autres spécialistes ayant traité cette question en partant d’un principe différent. Nous allons rapidement examiner les bases de ce principe.
  - Théorie de M. Walckenaer
  - M. Walckenaer, ingénieur en chef des mines, a développé son étude de la circulation dans un article publié par la Revue de Mécanique, février 1897.
  - Le point de départ de cette étude est le suivant : une bulle s’élevant dans un liquide ne peut passer d’une position M à une position supérieure M7, sans qu’un volume d eau égal descende de M' en M. Pour que la bulle puisse monter il y a donc chute d’un volume d’eau correspondant au volume de la bulle, et, les chemins parcourus verticalement étant égaux, il y a travail positif de la pesanteur.
  - C’est ce travail qui doit subvenir à la dépense d’énergie des différents mouvements qui se produisent dans le système, y compris les remous du liquide.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Lorsque la bulle est au sein d’un liquide très étendu en tous sens, les mouvements qui se produisent sont limités à une portion du liquide voisine de la bulle. Si donc on suppose une bulle infiniment petite dans une des branches d’un tube en U en circuit fermé, son ascension ne troublera pas l’équilibre statique de l’ensemble du système, et il n’y aura pas de déplacement de la colonne de retour vers la colonne de montée.
  - Mais si, comme autre hypothèse extrême, on suppose dans une des branches une grosse bulle occupant toute la section transversale du tube, le système ne sera plus en équilibre à l’état statique, et il y aura entre les deux colonnes une différence de charge approximativement égale à la hauteur occupée par la bulle dans le tube. L’eau descendra par le tube de retour, l’eau et la bulle s’élèveront dans l’autre tube. Il y aura toujours chute du liquide et travail positif de la pesanteur, seulement, le liquide effectuera sa chute par l’unique chemin qui lui soit offert.
  - M. Walckenaer fait remarquer que l’on passe de l’une à l’autre de ces hypothèses extrêmes par degrés insensibles, en imaginant dans le tube, sur la hauteur occupée par la grosse bulle, une collection de bulles de plus en plus nombreuses et serrées. Tant que les intervalles entre les bulles sont très grands par rapport à leurs dimensions, les mouvements de l’eau sont à peu près purement locaux ; mais si ces intervalles sont suffisamment étroits, le passage de l’eau dans ces intervalles constitue un phénomène d’écoulement qui intéresse toute la section liquide du tube. La chute du liquide correspondant à la montée des bulles a lieu partie par ces intervalles, partie par le tube de retour. La répartition entre ces deux modes se fait de la manière qui correspond au moindre travail résistant, et si les intervalles entre les bulles se rétrécissent indéfiniment, le second mode devient indéfiniment prédominant et subsiste seul à la limite.
  - M. Walckenaer a développé par le raisonnement les résumés qui précèdent, sans présenter de calculs à l’appui et sans établir de formules pour calculer les débits.
  - M. Walckenaer attribue le mouvement général à la perte de charge correspondante à l’écoulement de l’eau qui se produit autour des bulles qui montent en sens inverse de leur direction, perte de charge qui devient égale à la hauteur de ces bulles pour le cas limite où elles viennent occuper toute la section transversale du tube.
  - Théorie de M. de Chasseloup-Laubat
  - Cette théorie a été présentée à la Société des ingénieurs civils de France comme suite à une monographie sur les chaudières marines et a été publiée au Bulletin de cette Société, d’avril 1897.
  - M. de Chasseloup-Laubat expose que, lorsqu’une bulle s’élève au sein d’un liquide contenu dans un récipient, le centre de gravité du système s’abaisse. Il y a par suite production de travail effectif, travail employé à produire la circulation.
  - Dans le cas ci-dessus, la circulation est localisée; les molécules liquides au-dessus de la bulle se déplacent, d’autres molécules viennent se placer en dessous de la bulle. Ces mouvements produisent des remous dans le liquide.
  - Si la bulle se dégage dans le circuit fermé d’un tube en U, le phénomène des remous se produira dans le canal de montée, mais il y aura en même temps entraînement de la masse d’eau des tubes dans le sens du mouvement de la bulle.
  - D’une façon générale, il faut considérer, en dehors du mouvement de circulation proprement dit, les mouvements de remous, lesquels seront d’autant plus faibles que la section d’écoulement entre la bulle et le tube sera plus faible. Lorsque la bulle touchera les parois du tube, ces mouvements n’existeront plus, et toute l’énergie disponible de la bulle sera employée à produire le mouvement de circulation.
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  - M. de Chasseloup-Laubat passe ensuite à l’étude analytique de la circulation dans les chaudières multitubulaires en tenant compte, dans une certaine mesure, des influences thermiques. 11 divise ce genre d’appareils à vapeur en deux grandes classes, suivant qu’ils utilisent la circulation naturelle ou la circulation artificielle, chacune de ces classes étant divisée en deux catégories : les chaudières dont la circulation constitue un cycle réversible, c’est-à-dire où la circulation peut changer de sens avec le sens de la force qui la détermine (toutes les chaudières où le débouché des tubes vaporisateurs se trouve en dessous du plan d’eau), et les chaudières dont la circulation constitue un cycle non réversible, c est-à-dire où la circulation ne peut se faire que dans une seule et unique direction, ou ne se fera point (chaudière Thornycroft et similaires, où les tubes vaporisateurs débouchent au-dessus du plan d'eau).
  - Après avoir exposé la mîthode générale du calcul du travail disponible pour effectuer la circulation, M. de Chasseloup-Laubat applique cette méthode aux deux cycles de circulation qu’il a définis pour le cas particulier des chaudières à très petits tubes, et en faisant successivement certaines hypothèses sur l’importance, le nombre et la position des bulles, et l’effet de la source de chaleur, en faisant toutefois observer que le problème général est extrêmement compliqué, et que les cas les plus simples conduisent à des expressions qui sont loin d’être simples.
  - Après avoir déterminé les travaux correspondant à l’énergie potentielle des bulles disponible pour la circulation, M. de Chasseloup-Laubat calcule le maximum de débit d’eau d’un tube chauffé. Ce maximum se trouve devoir être atteint lorsque les proportions d’eau et de vapeur sont à peu près égales dans le mélange. Puis il recherche quel est le nombre de calories fournies au tube pour lequel le tube est en danger. Il en conclut qu’il ne faut pas dépasser le nombre de calories correspondant à la présence, sur les surfaces de chauffe, d’un volume de vapeur égal au volume d’eau, et que, pour un plus grand volume de vapeur présent, le régime pulsatoire doit être imminent.
  - M. de Chasseloup-Laubat termine en énonçant, d’après les résultats des expériences et les indications du calcul, les conditions nécessaires et suffisantes à la bonne circulation de l’eau, conditions que nous résumons ci-après :
  - 1° Chaudières à cycle non réversible. Tubes vaporisateurs de petit diamètre, de grande hauteur, se rapprochant de la verticale autant que possible, sans coudes brusques ni changements de section, chauffés surtout dans le bas. Tubes de retour gros, donnant une grande section totale, placés verticalement, peu ou même point chauffés.
  - 2° Chaudières à cycle réversible. Tubes vaporisateurs d’assez petit diamètre, de grande hauteur, se rapprochant de la verticale autant que possible, sans coudes brusques ni changements de section. Tubes de retour gros, à large section totale, placés verticalement, à l’abri de l’influence du dégagement de la vapeur, chauffés plus ou moins, suivant leur section plus ou moins grande.
  - On voit que les conditions demandées sont les mêmes pour les deux cycles, sauf en ce qui concerne la chauffe des tubes de dégagement dans le cycle non réversible.
  - Théorie de M. Bellens
  - Il ne nous reste plus qu’à résumer ce que nous avons publié sur la question (Traité des chaudières à vapeur, 1893; Revue technique, janvier et février, 1898 ; Revue de Mécanique, novembre 1899).
  - Nous avons étudié tout d’abord la naissance des bulles de vapeur, leurs formes et le chemin parcouru lorsqu’elles s’élèvent dans l’eau. Nous avons démontré que l’élévation de la bulle est un simple phénomène de gravité et que son déplacement est accompagné
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  - du passage à sa partie inférieure des molécules d’eau qui se trouvent au-dessus de la bulle. Dans une grande masse d'eau, le chemin que suivent les bulles en montant n’est pas vertical ; leur trajectoire est une hélice. Les bulles se vissent dans l’eau pour monter à la surface. Lorsque la bulle se meut dans un espace limité, tel par exemple un tube, si la section du tube est plus petite que la projection horizontale de la trajectoire de la bulle, celle-ci vient toucher les parois du tube. Son mouvement est ralenti, et elle s’élève alors pour ainsi dire verticalement, en suivant la génératrice et par inclinaisons alternées.
  - Si la section du tube devient assez petite par rapport à la bulle pour que l’espace annulaire entre la bulle et les parois du tube soit faible, l’écoulement de l’eau se fait tout autour d’une façon régulière. La bulle ne peut plus suivre un chemin de moindre résistance, et elle s’élève alors verticalement avec une vitesse d’autant plus réduite que l’intervalle annulaire est plus limité. La plus petite vitesse est obtenue lorsque la bulle est suffisamment grande pour venir toucher les parois du tube, l’écoulement de l’eau se faisant alors par la mince pellicule liquide qui mouille les parois. Si cette pellicule d’eau n’existait pas, la bulle resterait immobile.
  - Nous avons ensuite étudié le même ordre de phénomènes sur les tubes en U raccordés verticalement à un réservoir d’eau; c’est ce que nous appelons le tube en U en circuit fermé. Dans ce cas, la montée de la bulle est accompagnée du mouvement des colonnes d’eau contenues dans les deux branches du tube : de bas en haut dans la colonne de dégagement des bulles, de haut en bas dans la colonne de retour.
  - Nous avons mesuré, avec un appareil d’expérience, la vitesse de montée de bulles isolées et de groupes de bulles de différentes grosseurs, ainsi que la vitesse de l’eau au retour, dans des tubes de différents diamètres.
  - Une longue série de recherches expérimentales nous a permis de déduire les conclusions que voici :
  - Pour un même tube, la vitesse absolue des bulles croît avec la diminution de leur volume, et la vitesse de circulation diminue avec la diminution de ce volume.
  - Il en est de même pour des bulles de même volume montant dans des tubes de différents diamètres.
  - Ces expériences nous ont permis de déterminer les vitesses relatives des bulles par rapport à l’eau qui se meut avec elles, la quantité de l’énergie potentielle des bulles employée pour la circulation générale, celle absorbée par la vitesse relative des bulles, et celle dissipée en perte de charge et frottements.
  - En passant à l’étude de la cause de la dépression qui a pour effet de produire le mouvement de circulation, nous avons discuté la théorie des poids spécifiques moyens, et démontré par des résultats d’expériences et par le raisonnement, que cette conception du phénomène n’était pas exacte.
  - Nous avons analysé les conditions de la montée des bulles, et expliqué comment la chute d’eau qui se produit tout autour de la bulle, cause de la vitesse relative de cette bulle par rapport à l’eau qui chemine dans le même sens, constitue un phénomène d’écoulement auquel correspond une diminution de la charge statique. Cette diminution de charge, qui se fait sentir dans l’ensemble de la section autour de la bulle, intéresse toute la section du tube, et c’est elle qui produit la dépression, origine du mouvement de circulation.
  - Nous avons ensuite recherché par le calcul quelles étaient les conditions qui donnaient le plus grand débit d’eau pour un tube de hauteur et de section données et quel était ce débit maximum. Nous avons, à cet effet, employé la considération de l’énergie potentielle des bulles, et nous avons trouvé que le maximum de débit était obtenu lorsque les bulles venaient toucher les parois des tubes (qu’elles formaient chapelet) et que le volume des bulles présentes dans les tubes était égal au volume d’eau. Avec les formules,
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  - nous avons calculé les débits maximums d’eau, et elles nous ont permis de contrôler les résultats d’une longue série d’expériences ayant eu pour objet la mesure directe de ces débits. L’influence de la section du retour sur les débits d’eau maximums a également été l’objet d’autres expériences. L’application de nos formules à ce cas particulier a montré la concordance des résultats du calcul avec les résultats de la pratique.
  - Nous donnons (fig. 4) à titre d’exemple, les courbes théoriques et pratiques des débits maximums en fonction de la section du retour pour un tube de 23 millimètres de diamètre intérieur, 1 mètre de hauteur, placé verticalement, fonctionnant avec l’air, tout le volume d’air étant introduit pour le bas.
  - En abordant l’étude théorique et expérimentale de la circulation à chaud, nous avons
  - Diaanèfrie- cécc -îeiotcA, en.
  - Fig. 4. — A, courbe trouvée. B, courbe calculée, abstraction faite des frottements.
  - reconnu que le cas est extrêmement compliqué. Les influences thermiques y jouent un rôle prépondérant, et les variations auxquelles elles sont soumises dans les chaudières, renversent complètement tous les calculs établis sur des hypothèses et des probabilités.
  - Nous allons présenter quelques considérations sur cette partie inédite de nos travaux.
  - L’exposé qui précède sur les deux théories de la circulation montre que la théorie du poids spécifique, moyen, qui repose sur une prétendue différence de densité des deux colonnes, est moins qu’approximative, et ne se prête pas au rigorisme de l’esprit scientifique.
  - Pour exposer cette théorie, il faut poser des conditions qui sont en désaccord absolu avec la réalité des faits : telles les hypothèses de la répartition uniforme de la vapeur dans toute la masse d’eau du tube de montée ou de la combinaison intime de l’eau et de
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  - la vapeur. Il est ensuite totalement impossible, de passer à l’analyse complète du phénomène. C’est ce qui a forcé M. Brillié à abandonner cette théorie lorsqu’il a voulu employer le calcul pour représenter par des expressions mathématiques les différentes conditions de la circulation.
  - La théorie qui se base sur la considération de l’énergie potentielle des bulles permet l’étude complète du phénomène théorique. Mais si l’on étudie les formules établies par les partisans de cette théorie, et dont M. Brillié a développé les formules, on croirait qu’il n’en est pas ainsi. On reconnaît, en effet, que le volume de vapeur dans son ascension a toujours été considéré comme constant, que les questions de températures ont été délaissées, etc. Les auteurs ont presque tous négligé les questions thermiques, soit que leur importance leur ait complètement échappé, soit qu’ils aient reculé devant la difficulté de l’étude.
  - Le cas le plus simple est celui d’un tube de chaudière placé verticalement et exposé sur toute sa longueur à une source de chaleur.
  - Dans toute étude raisonnée de physique industrielle, il faut, au début, admettre certaines hypothèses de simplification, quitte à les éliminer successivement au fur et à mesure qu’on avance dans l’étude. L’essentiel est que les hypothèses admises soient assez rapprochées de la vérité.
  - Pour le cas que nous allons considérer, l’hypothèse que la source de chaleur est constante tout le long du tube est admissible : elle est même réalisable. L’hypothèse que le coefficient de transmission de la chaleur du métal au fluide est constant tout le long du tube, n’est pas non plus impossible à admettre. Il est certain que ce coefficient diminue avec l’accroissement de la proportion de vapeur dans le fluide qui s’écoule, lorsque cette proportion est prédominante ; mais, lorsque c’est le liquide qui prédomine, l’abaissement du coefficient de transmission ne saurait être que très faible. Enfin l’hypothèse que la température des bulles de vapeur est égale à celle de l’eau qui les enveloppe s’étaye sur une des considérations les plus importantes de la thermodynamique.
  - Ainsi défini, le cas est ramené à l’étude de l’écoulement d’un mélange d’eau et de vapeur avec addition de chaleur, problème déjà étudié par bien des auteurs en mécanique (Clausius, Zeuner, Hirn, etc.,) et que le caractère de cette publication ne permet par d’aborder.
  - On peut ensuite, par transformations successives, analyser tous les autres cas, en faisant intervenir les différences de pression, l’augmentation et les différences de répartition du volume de vapeur, les résistances de l’appareil, les influences de la génération des bulles, etc., etc. On arrivera ainsi à déterminer, par le calcul, la forme, les dimensions, les dispositions, la grandeur d’une chaudière ayant une circulation d’eau, une puissance de production et un rendement déterminés. Ceci n’a rien de paradoxal. Il ne faut pas oublier que la chaudière à vapeur est un transformateur d’énergie, et que, pour d’autres appareils de transformation d’énergie, les dynamos actuelles, c’est par le calcul théorique que l’on détermine à l’avance les formes, les dispositions et les conditions de construction pour obtenir une puissance et un rendement déterminés.
  - Il nous paraît néanmoins intéressant de donner ici un aperçu de l’importance des variations de température qui accompagnent le phénomène de la circulation, afin de montrer l’erreur qui a été commise jusqu’ici en négligeant ces variations de températures.
  - Prenons le cas le plus favorable, le tube en U en circuit fermé, dont une branche est chauffée, et ayant une hauteur de deux mètres, fonctionnant sous une pression de vapeur de 8 kilogrammes. Supposons que la source de chaleur soit appliquée au bas de la branche de montée et que le volume d’eau mis en mouvement soit de 1 litre par seconde. La pression dans la zone de production de la vapeur sera de 8,2 kilogrammes, et la température de l’eau et de la vapeur en cet endroit 175° 44. Dans le haut, la température ne sera
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  - plus que 174° 52 et l’eau aura libéré 0,962 calories. Cette chaleur aura provoqué la vaporisation supplémentaire de 2 grammes d’eau, en volume 0, 424 litres de vapeur. Pour que le tube soit placé dans les conditions de débit maximum, la source de chaleur ne devrait produire que environ 0,500 litres de vapeur par seconde. En tenant compte des effets de la variation de température de la vapeur (chaleur libérée et dilatation) on voit que, sans aucune addition de chaleur sur le parcours, la seule chaleur libérée par les fluides en mouvement est suffisante pour doubler en cours de route le volume de vapeur engendré à la partie basse. Si l’on envisage ensuite la question en considérant l’effet de l’addition de chaleur tout le long du tube, on verra que la proportion de vapeur dans le mélange part de zéro pour atteindre à la partie supérieure une valeur qui peut être très élevée.
  - Nous avons contrôlé, par des expériences très nombreuses, ces indications de la théorie, non pas avec de petits appareils de laboratoire, mais avec de véritables appareils industriels. Nous avons trouvé que le seul fait de l’augmentation du volume de vapeur initial, dû à la variation de température, suffisait pour réduire considérablement le volume d’eau qui aurait été mis en mouvement à température constante, et que l’addition de chaleur supplémentaire, en cours de route, faisait tomber brusquement les débits d’eau.
  - On voit, par ce simple exposé du cas le plus favorable, combien est grande l'importance des influences thermiques. Leur effet sur les mouvements de l’eau est encore plus considérable lorsque le tube est incliné et tend à se rapprocher de l’horizontale. Mais toutes ces conditions si diverses d’une question très complexe peuvent être étudiées complètement et résolues à l’aide de la théorie de l’énergie potentielle.
  - Nous avons dit qu’on pourrait établir un type de chaudière parfaite à la condition de disposer d’une source de chaleur constante comme intensité et comme répartition. Malheureusement, cette dernière condition n’est pas réalisable en pratique. La source de chaleur dans les chaudières est extrêmement variable, et par conséquent le régime de la circulation naturelle dans les chaudières est extrêmement instable.
  - La conclusion de nos travaux sur la question et du rapide exposé de ce chapitre est que, pour être assuré de provoquer une circulation d’eau importante, régulière, et déterminée a priori avec certitude, il faut renoncer à la simple circulation naturelle sur les surfaces de chauffe des chaudières multitubulaires et rechercher les moyens de provoquer et d’entretenir une circulation d’eau artificielle, en mettant l’agent de circulation entièrement à l’abri des influences thermiques extérieures.
  - CHAPITRE II
  - Applications, aux Chaudières multitubulaires, des considérations théoriques et des résultats d’expériences sur la circulation.
  - Les nombreuses variétés de chaudières multitubulaires peuvent etre ramenées à cinq types originaux au point de vue de la circulation de l’eau.
  - Les considérations théoriques résumées au chapitre précédent vont nous permettre d’étudier le fonctionnement de ces types en tenant compte des résultats de nombreuses recherches faites en vue d’étudier la circulation de l’eau au moyen d’appareils de démonstration.
  - Les ingénieurs qui se sont livrés à ces études expérimentales sont nombreux, mais
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  - presque tous ont commis une faute grave en jugeant de l’importance de la circulation par le mouvement des bulles de vapeur.
  - Dans le chapitre précédent, il a été exposé que, dans un seul cas limite, les bulles se meuvent avec la même vitesse que l’eau ; c’est lorsque les bulles sont suffisamment grandes pour venir occuper toute la section transversale du tube. Le calcul et les relevés d’expériences ont montré que, pour une même bulle, la vitesse relative par rapport à l’eau est d’autant plus grande que la vitesse de l’eau qui chemine avec elle est plus faible. L’importance de la section des tubes de retour d’eau a été également mise en évidence.
  - Par la mauvaise disposition du modèle employé pour établir l’appareil d’expérience, il peut arriver que l’eau ne puisse accomplir son cycle qu’avec des pertes de charge très importantes. La montée des bulles de vapeur, de l’endroit chauffé au plan d’eau, pourra néanmoins se faire dans les mêmes conditions que si l’appareil était disposé pour une bonne circulation.
  - A cette erreur de conception du phénomène est venu s’ajouter une erreur d’observation. Lorsque les bulles viennent crever à la surface de l’eau, il se produit un soulèvement de Peau au-dessus de l’endroit par où se dégage la vapeur. Cette sorte d’intumescence, et sa grandeur, ont été attribuées au mouvement de l’eau et à l’importance de ce mouvement. Il s’agit là au contraire d'un phénomène de la tension superficielle de l’eau, qui est en opposition au mouvement des bulles. La surface de séparation d’un liquide et d’un gaz, à cause des forces moléculaires non équilibrées dont elle est le siège, peut être assimilée à une mince membrane élastique enserrant le liquide. La vapeur, pour se dégager, doit déchirer cette membrane, et vaincre la résistance qu’elle oppose, résistance considérable comparée à la force vive des bulles. Un ralentissement important, un temps d’arrêt du mouvement des bulles se produisent lorsqu’elles viennent frapper contre la dernière couche superficielle du liquide. Il s’ensuit une agglomération des bulles qui provoque l’intumescence que l’on observe. Au contraire, si la circulation d’eau est énergique, il y aura dans le récipient supérieur un courant actif de l’eau sortant du dégagement vers le retour. Les bulles ne se sépareront pas de suite dans ce courant, mais elles seront entraînées sur un certain parcours. De ce fait, la zone de dégagement sera beaucoup plus étendue, et l’intumescence jaroduite par l’accumulation des bulles sera plus faible. Si la section du récipient supérieur était suffisamment petite pour que l’eau y conservât sa même vitesse que dans le tube de dégagement, les bulles seraient entraînées vers le retour. Lorsqu’on observe des appareils de démonstration, on voit souvent que les bulles amenées dans le voisinage du retour sont pour ainsi dire happées par le courant, et descendent avec l’eau pour repasser une deuxième fois sur les surfaces chauffées.
  - Par suite de ces deux erreurs, les observateurs ont déduit de leurs expériences un certain nombre de considérations, acceptées par le monde industriel, et qui sont en contradiction absolue avec la matérialité des faits. Lorsqu’on entreprend des expériences sans le contrôle d’une mesure directe, il faut se garder des conclusions absolues, jusqu’au jour où elles ont pu être rigoureusement contrôlées et mises hors de doute.
  - Les conditions dans lesquelles les expériences sont faites ont naturellement une très grande influence sur les résultats qu’on observe, car ces résultats ne sont souvent obtenus que par la manière dont l’expérience est conduite.
  - Ainsi, on avait jusqu’ici attribué au tube Field la prérogative d’une circulation très active. Gomme démonstration, on chauffait les parois latérales d’un modèle en verre, et l’on déduisait la circulation de la montée des bulles dans l’espace annulaire. On se gardait bien de chauffer le culot, car on aurait vu alors que le tube fonctionnait par pulsations, le contenu total étant expulsé tout à la fois par l’espace annulaire et par le tube intérieur. Nous avons discuté le tube Field comme appareil de circulation dans notre Traité des Chaudières à vapeur, et nous avons pu constater à l’Exposition de 1900 plusieurs perfectionnements de principe découlant de nos indications.
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  - Un autre exemple typique à l’appui de notre remarque peut être tiré d’une des expériences sur la circulation présentées en 1895 par M. Yarrow, constructeur anglais. Un tube en U en circuit fermé, et sous pression, était chauffé sur une de ses branches. La circulation s’établissait : l’eau et la vapeur montaient dans le tube chauffé, et le tube de retour était parcouru par un courant d’eau descendant. Cet état de choses établi, on allumait successivement, et en partant par le plus bas, cinq brûleurs placés le long de la moitié inférieure du tube de retour. Le sens de la circulation restait le même. On éteignait alors les becs qui avaient primitivement chauffé le tube de montée, et la circulation continuait toujours dans le même sens, toute la production de vapeur étant exclusivement engendrée dans la partie basse du tube de retour. Si l’on montrait à quelqu’un de non prévenu seulement la dernière phase d’une expérience semblable, il pourrait soutenir, et affirmer pour l’avoir constaté de visu, que la circulation d’eau se produit en sens inverse de ce qui est généralement admis, et en chauffant seulement le retour d’eau. Même prise dans tout son ensemble, cette expérience de M. Yarrow était le résultat d’une série d’artifices : amorçage préalable de la circulation dans un sens déterminé, avec une faible production ; chauffage progressif, à la partie basse du retour, venant graduellement augmenter la quantité de vapeur présente dans le tube de montée; pression assez élevée (10 kg. 500) pour diminuer le volume des bulles ; chauffage du retour à la partie basse seulement, afin de maintenir toujours, au-dessus de la zone de production, une colonne d’eau de hauteur suffisante pour maintenir le sens delà circulation.
  - Si l’on avait au début allumé les brûleurs du retour, la circulation se serait établie en sens inverse. Avec le même appareil, on obtenait ainsi deux résultats différents, mais parce que les procédés expérimentaux étaient différents ; eux seuls provoquaient les résultats différents.
  - En matière de circulation d’éau, il faut être particulièrement sceptique, et n’accepter que sous réserve les expériences où l’on se borne à juger de l’intensité des courants d’après des observations optiques. M. Thornycroft, constructeur anglais, a fait en 1894 des expériences en plaçant un barrage dans le corps supérieur, et il a observé par des regards le déversement de l’eau au-dessus de ce barrage. Cette méthode ne lui a pas permis de procéder à des mesures, mais lui a fait voir que le courant d’eau qui affluait vers les retours était beaucoup plus important lorsque les tubes de dégagement de vapeur et d’eau débouchent au-dessus du plan d’eau que lorsqu’ils débouchent en dessous de ce même plan d’eau.
  - La même année, M. Thornycroft a présenté les résultats d’autres expériences, donnant les mesures des dépressions relevées dans les collecteurs du bas de ses chaudières d’expériences, et dont le diagramme a été reproduit par MM. Walckenaer et Brillié. Ce diagramme montre que les dépressions sont plus faibles lorsque les tubes vaporisateurs débouchent au-dessus du plan d’eau que lorsqu’ils débouchent en dessous de ce plan, et que les dépressions augmentent avec l’activité de vaporisation. Trois des courbes du cas où le débouché des tubes vaporisateurs est noyé passent par un maximum. M. Thornycroft en a conclu, à l’appui de ses premières expériences, que la circulation était moins bonne avec les tubes vaporisateurs noyés, et que le maximum de dépression observé correspondait au point critique où la vapeur commençait à se dégager par le retour.
  - Ce que nous avons résumé dans le chapitre précédent suffit pour faire voir Terreur commise par M. Thornycroft. Les appareils étant supposés comparables entre eux, et les dessins présentés permettent cette supposition, les plus fortes dépressions dans le collecteur inférieur correspondent aux circulations les plus actives, et le maximum de dépression au poids maximum de l’eau en circulation. Nous savons dans quelles conditions se produit ce maximum. Le travail de M. Thornycroft démontre en réalité le contraire de ses déductions.
  - D’après ce qui précède, on voit combien il est nécessaire de bien vérifier les conditions
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  - des expériences, et ensuite de savoir interpréter correctement les résultats obtenus avant d’accepter des conclusions qui ne sont parfois que les résultats d’une expérimentation habilement conduite ou une explication inexacte des constatations.
  - Dans toutes nos expériences, nous avons eu soin d’écarter les sources d’erreur ; nous avons jaugé les volumes d’eau mis en mouvement ; nous avons mesuré directement les vitesses des bulles en fonction de leur volume, de leur nombre et de la section du tube de montée, et les vitesses correspondantes dans le tube de retour. Nous avons pu réunir ainsi une quantité considérable d’observations qui nous ont donné des indications exactes, permettant la discussion autorisée des différentes dispositions adoptées pour les générateurs de vapeur que nous allons examiner. Nous avons divisé ces générateurs en trois classes, suivant leur dispositif générique de construction.
  - La plus grande partie des types de chaudières multitubulaires a les tubes vaporisateurs plus ou moins faiblement inclinés. Cette disposition des tubes a été adoptée pour des raisons commerciales, car elle permet une construction plus économique. Examinons quelles sont les conséquences de cette disposition sur le phénomène de la circulation de l’eau.
  - La demi-surface inférieure des tubes constitue surtout la surface d’absorption de la chaleur; c’est donc la surface de production des bulles. Lorsque celles-ci se détachent du métal, elles tendent à s’élever verticalement, et, si l’eau dans laquelle ces bulles se meuvent est animée d’un mouvement général suivant l’axe du tube, les bulles suivront une direction oblique. La longueur des tubes est très grande par rapport au diamètre; sauf les bulles qui se produisent dans le voisinage immédiat du débouché du tube, toutes les autres viendront frapper les génératrices supérieures des tubes, et y adhéreront. Le métal fera alors équilibre à une partie d’autant plus grande de la poussée que le tube se rapproche davantage de l’horizontale ; si le tube était horizontal, l’effet de la poussée sur le mouvement de la bulle serait entièrement détruit. Sur la paroi inclinée, la poussée verticale se décompose en deux forces : l’une normale à la paroi, qui tend à appliquer la bulle contre le tube, et l'autre parallèle à l’axe du tube, qui tend à faire marcher la bulle le long de la paroi. On voit que cette dernière est très petite lorsque le tube est faiblement incliné, comme c’est le cas en pratique; elle peut ne pas être même suffisante pour vaincre l’attraction du métal sur la bulle, qui adhérera à la paroi et ne se déplacera pas.
  - Les tubes vaporisateurs ainsi disposés sont d’ordinaire fort longs : les bulles de vapeur présentes sont en grand nombre et forment un véritable rétrécissement de section. La résistance du tube pour l’écoulement de l’eau n’est plus négligeable et la partie de la poussée des bulles pouvant être utilisée pour la circulation est perdue à cause des frottements et des pertes de charges qui accompagnent la circulation.
  - C’est seulement la vapeur se trouvant dans la partie verticale du dégagement qui peut être utilisée pour la circulation, et le tube faiblement incliné ne peut être considéré que comme une résistance additionnelle placée dans le circuit.
  - Une autre conséquence de cet état de choses est l’accumulation des bulles à la partie supérieure des tubes. Les cantonnements de vapeur qui s’y produisent sont d’autant plus importants qu’on avance vers le débouché du tube. Leurs traces sont nettement accusées, et on les retrouve lors des visites intérieures. Ces cantonnements, soit que, par leur importance, ils mettent à sec des parties chauffées, soit qu’une vaporisation violente ait lieu dans leur voisinage, sont très souvent le siège d’effets dynamiques importants. Ils se transforment en pistons de vapeur qui se détendent brusquement en chassant des deux côtés à la fois le contenu du tube et en découvrant ainsi les surfaces de chauffe. C’est,à cette cause qu’il faut attribuer les surchauffes si fréquentes des tubes les plus fortement chauffés dans ce genre d’appareils à vapeur. Il y a alors tendance à ce que le régime pulsatoire s établisse dans le tube qui se remplit brusquement pour se vider à nouveau, et ainsi de
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  - suite. Nous verrons des chaudières établies avec des dispositifs particuliers non pour supprimer, mais pour utiliser les effets de ces pistons de vapeur.
  - Classe A. — La disposition essentielle et caractéristique de ce type est représentée schématiquement à la fig. 5. Les tubes vaporisateurs sont insérés entre deux collecteurs reliés au réservoir supérieur. Celui de ces collecteurs où débouche l’extrémité la plus haute des tubes sert de dégagement aux produits de la vaporisation, l’autre sert au retour de l’eau.
  - Lorsqu’on étudie sur un modèle de laboratoire la marche de la circulation de l’eau dans un dispositif semblable, on voit l’accumulation des bulles le long des génératrices supérieures des tubes et les poches de vapeur qui en sont la conséquence, conformément à ce que nous avons exposé précédemment par le raisonnement. On remarque en outre que les tubes de la partie supérieure du faisceau sont parcourus par un courant descendant d’eau II ne peut y avoir aucun doute sur cette dernière observation, car des bulles de vapeur sont saisies parfois par ces courants avec lesquels elles cheminent. La vapeur ne peut tomber que si elle se trouve enserrée dans de l’eau animée d’un mouvement descendant très rapide.
  - M. de Chasseloup-Laubat a recherché les raisons théoriques de ce phénomène en considérant l'effet d’un tube additionnel de raccordement entre les colonnes de montée et de retour, qu’il appelle tube de court circuit. Il en conclut que les courts circuits sont nuisibles et constituent un élément de danger pour eux et les tubes voisins.
  - M. Fritz Krauss, dans la publication déjà citée, a aussi étudié ce cas particulier. Il a démontré par le calcul que le mouvement de circulation qui se produit dans les tubes du bas intéresse un volume d’eau qui se partage en deux dans le collecteur de dégagement. Une partie passe par le réservoir supérieur, l’autre redescend vers le retour par les tubes de la partie supérieure du faisceau. Les valeurs de cette répartition dépendent de la hauteur du collecteur comprise entre le débouché du tube le plus haut et le raccordement du collecteur sur le réservoir.
  - Il y a donc dans ce type de chaudières deux circuits bien distincts parcourus par l’eau. Un de ces circuits est localisé au faisceau tubulaire lui-même, et a pour effet de contrarier le dégagement de la vapeur produite dans les tubes supérieurs, d’y amener une partie de la vapeur qui monte des tubes du bas, et de faire repasser sur les surfaces les plus chauffées l’eau la plus chaude et une partie de la vapeur qui s’en est dégagée. L’entraînement de la vapeur par les courants descendants des tubes supérieurs a aussi pour conséquence d’amener la vapeur dans le collecteur de retour d’eau, où elle peut détruire en partie ou en totalité l’action du retour de l’eau.
  - Les effets immédiats de cette circulation sont de faciliter la formation des pistons de vapeur, la mise à sec des surfaces de chauffe, et de maintenir les impuretés et les sels de l’eau présents sur les surfaces de chauffe.
  - Cela explique pourquoi les tubes de chaudières de ce type se surchauffent si souvent et sont si facilement obstrués par les dépôts calcaires.
  - L’autre circuit intéresse toute la masse d’eau de la chaudière. C’est le seul qui doive être pris en considération, puisqu’il constitue le véritable mouvement de circulation tant cherché pour les chaudières. Nous venons de voir combien son importance est diminuée, et comment elle est limitée. L’effet de cette hauteur disponible pour la circulation générale peut encore être amoindri par la disposition du raccordement entre les faisceaux vaporisateurs et le réservoir supérieur. Dans les chaudières où les deux collecteurs de dégagement et de retour sont formés par des lames d’eau, le raccordement se fait géné-
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  - râlement par une large section, qui ne crée pas un obstacle considérable au dégagement de la vapeur si les proportions en sont convenablement calculées. Au contraire, dans les chaudières formées par la juxtaposition d’éléments verticaux, chaque élément se raccorde au réservoir supérieur par un étranglement de section considérable, constituant une résistance suffisante pour annuler l’effet de la petite hauteur utilisable pour la circulation.
  - La fîg. 6 représente nne variante de ce type. Le retour d’eau est indépendant du système tubulaire, il vient se raccorder à la partie basse du collecteur arrière, lequel n’est alors plus qu’un collecteur de distribution. Cette variante ne modifie pas la répartition et la direction des courants dans le faisceau tubulaire, mais on voit qu’elle supprime les dégagements de vapeur par le retour. De plus, l’eau de la circulation générale venant par le retour tend à passer de préférence par les tubes de coup de feu, d’où un rafraîchissement plus considérable. Cette disposition du retour doit donc être toujours préférée.
  - La faible circulation générale qui existe dans ce type de générateur de vapeur explique pourquoi ces appareils ne donnent pas une stabilité de pression suffisante malgré le
  - Fig. 6.-
  - Fig. 7.
  - volume d’eau relativement important qui est contenu dans le réservoir supérieur ; ils exigent une certaine habitude, et une attention soutenue pour le service de la chauffe.
  - Classe B. — Les chaudières multitubulaires de cette classe ont pour origine le tube pendentif de Field. Leur surface de chauffe est presque exclusivement composée de ces tubes ; mais leur fonctionnement diffère notablement suivant que les tubes se rapprochent de la position verticale ou qu’ils sont faiblement inclinés sur l’horizontale. Elles forment ainsi deux catégories de types très différents, malgré la similitude des parties qui composent la surface de chauffe.
  - Le croquis figure 7 donne la disposition schématique des chaudières multitubulaires avec tubes vaporisateurs à retour intérieur, faiblement inclinés sur l’horizontale. Comme on le voit, cette disposition consiste essentiellement en un collecteur cloisonné, rattaché au réservoir supérieur, et dans lequel débouchent sur une des faces les tubes vaporisateurs, les tubes intérieurs de retour étant insérés sur le cloisonnement du collecteur. La partie postérieure du collecteur sert au dégagement des produits de la vaporisation, et la partie antérieure au retour de l’eau.
  - L’inconvénient qui résulte de la position des tubes vaporisateurs, déjà expliqué plus loin, subsiste dans son entier, mais cette disposition présente l’avantage sur celle des chaudières à deux collecteurs, de supprimer l’inconvénient des courts circuits.
  - Toute la hauteur du collecteur deviendrait ainsi disponible pour la circulation si les résistances que crée ce système ne venaient en détruire les effets.
  - Les dimensions restreintes des tubes intérieurs de retour et des espaces annulaires de production offrent à l’écoulement des fluides des résistances plus considérables que celles qui se produisent dans les tubes à pleine section libre. Le rebroussement du courant à
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  - l’extrémité du tube y produit des remous occasionnant une perte de charge importante. Le dégagement libre de la vapeur dans le collecteur est contrarié par les tubes de retour qui viennent successivement barrer son chemin. Le courant qui se dégage d’un tube vaporisateur vient se briser contre le bas du tube de retour supérieur, où il se divise en formant au-dessus de ce tube une zone de remous qui entrave le dégagement du tube vaporisateur correspondant. Ces remous vont toujours en augmentant en allant vers le haut du collecteur, et leur effet est d’empêcher tout mouvement de circulation dans les tubes supérieurs du faisceau, lesquels ont aussi les plus petites hauteurs de charge utilisables pour la circulation.
  - L’effet dynamique de la production des bulles prend une grande importance dans ces chaudières à cause de l’exiguïté de la section de production et de la position des tubes. La proportion de vapeur présente dans le mélange sur les surfaces de chauffe sera toujours -plus grande dans ces chaudières que dans celles avec tubes à section libre. Dans ces derniers, les bulles montent librement à la partie supérieure des tubes, les poches se forment au début sur des surfaces peu ou point chauffées. Dans le dispositif avec tubes intérieurs de retour, une partie des bulles s’accroche au tube intérieur : il ne faut pas oublier que la paroi de ce tube est une surface de production de vapeur, bien qu’elle ne soit pas chauffée. On sait en effet qu’il suffit de plonger un corps quelconque dans de l’eau en ébullition ou dans un liquide contenant un gaz en dissolution pour que toute la surface immergée se couvre de bulles de vapeur et devienne une surface de production.
  - Les bulles produites sur la paroi du tube intérieur s’en détachent difficilement. On conçoit dès lors, qu’avec les autres bulles qui viennent s’accrocher au tube, il se forme facilement des poches de vapeur dans la partie basse des tubes, c’est-à-dire sur les surfaces les plus chauffées.
  - Tout comme les appareils de la classe A ces chaudières sont constituées soit par une lame d’eau unique, soit par l’assemblage de collecteurs juxtaposés, portant les tubes vaporisateurs. Les remarques sur ces modes d’assemblage exposées en examinant les dispositifs de la classe A s’appliquent également aux chaudières de ce système.
  - Classe C. — Nous groupons dans cette classe toutes les chaudières dont les tubes vaporisateurs débouchent directement dans le corps supérieur sans passer par l’intermédiaire de collecteurs ou de lames d’eau.
  - Type /. — La fig. 8 donne le croquis schématique des chaudière de cette subdivision, plus particulièrement employées en marine. Les tubes vaporisateurs sont supprimés sur la droite pour montrer le retour d’eau. La meilleure disposition de ces chaudières multitubulaires comporte des tubes vaporisateurs droits ou à très grand rayon de courbure, placés verticalement ou peu écartés de la verticale, débouchant dans le réservoir supérieur avec leur section entière, et ayant des retours d’eau offrant une section totale aussi grande que la section totale des tubes vaporisateurs; elles présentent, notamment lorsque la production est modérée, les meilleures conditions pour la circulation naturelle de l’eau. Elles se rapprochent le plus du tube théorique en U. Mais les chaudières de cette classe sont fort peu nombreuses, et les nécessités de construction font le plus souvent perdre les avantages que présente le modèle théorique.
  - Pour loger une grande surface de chauffe dans un espace restreint, on a allongé les tubes vaporisateurs en les repliant sur eux-mêmes avec des formes plus ou moins tortueuses. Du fait des coudes et des parties droites inclinées, on a augmenté considérablement les pertes de charge et les résistances du système, en diminuant l’activité de la circulation d’eau.
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  - La section des tubes de retours d’eau extérieurs est toujours trop petite et ne représente qu’une faible partie de la section de dégagement : nouvel obstacle à la circulation active de l’eau, laquelle est tellement réduite qu’on a pu supprimer les tubes de retour extérieur sans troubler la marche de ces chaudières. Ce sont alors quelques tubes du faisceau vaporisateur qui doivent fonctionner comme retour d’eau. Les tubes les plus fortement chauffés ont, dans ce cas, tendance à fonctionner par pulsations à cause de l’insuffisance de l’arrivée de l’eau. Les autres tubes seront parcourus par des courants ascendants ou descendants suivant que les conditions momentanées de chauffe y amènent la présence d’une plus ou moins grande quantité de vapeur. Le régime de la chaudière est donc très instable, et n’offre aucune sécurité. Il suffit d’un violent dégagement de chaleur en un point quelconque, pour provoquer une catastrophe.
  - Ce type de chaudières, ainsi que nous l’avons déjà dit, est employé surtout par les marines militaires; les applications sont très rares dans l’industrie. Leur prix de construction est très élevé. Elles ne peuvent être alimentées qu’avec de l’eau distillée ; le nettoyage intérieur et le remplacement des tubes avariés offrent de très grosses difficultés.
  - Type S. — La disposition représentée schématiquement par la fig. 9 se compose de tubes vaporisateurs en forme de serpentins, débouchant à leur partie supérieure dans le rései*voir d’eau et de vapeur, et raccordés à la partie inférieure à un collecteur qui est à son tour relié à un ou plusieurs tubes de retour d’eau.
  - Au point de vue de la circulation de l’eau, ce dispositif offre les plus mauvaises conditions. Les tubes faiblement inclinés sur l’horizontale et les pertes de charge aux coudes successifs font que toute l’énergie potentielle des bulles présentes dans le serpentin est complètement perdue pour la circulation de l’eau. La vapeur produite par la rangée de tubes la plus basse au-dessus de la grille tend à se dégager surtout par le tube de retour. Pour obvier à cet inconvénient, qui condamnerait définitivement cette disposition, on a recours à un artifice consistant à diminuer considérablement la section du passage qui réunit le bas des serpentins au collecteur d’alimentation. On crée ainsi, à cet endroit, une résistance additionnelle plus grande que celle opposée par le serpentin au mouvement ascensionnel des fluides. Par ce moyen, l’effet dynamique des pistons de vapeur qui se produisent dans les tubes a pour résultat de chasser le contenu du serpentin dans le réservoir supérieur par projections violentes et intermittentes.
  - Les chaudières de ce type, à vrai dire, n’ont pas été conçues avec leurs dispositions actuelles. Elles sont le résultat de transformations successives apportées à une chaudière d’origine avec tubes à plis multiples, établie sur le principe de la vaporisation instantanée du volume d’eau injecté dans l’appareil. Pour rendre ces appareils utilisables, on a été forcé d’y introduire une certaine quantité d’eau et d’amener cette eau sur les surfaces les plus chauffées pour les préserver d’une destruction très rapide.
  - Les projections violentes et intermittentes de l’eau dans le réservoir supérieur font que la vapeur produite charrie beaucoup d’eau en suspension. Pour remédier à cette mauvaise qualité de la vapeur, on emploie différents dispositifs que nous examinerons en présentant les chaudières exposées.
  - Enfin, la faible réserve d’eau contenue dans ces appareils ne se prête pas aux variations de l’alimentation, de la chauffe, ni à celles de la consommation sans entraîner de grosses variations de pressions. Nous verrons plus loin comment les constructeurs se sont efforcés de parer à cette instabilité de la pression.
  - En résumé, les chaudières de ce type constituent des appareils très délicats, difficiles à conduire, coûteux comme entretien et comme réparations : ce sont de véritables machines à fabriquer de la vapeur.
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  - Type S. — Cette disposition d’appareils à vapeur, avec tubes à retour intérieur se rapprochant de la verticale, est toute récente, et la fîg. 10 en donne le schéma.
  - Le culot des tubes n’est pas chauffé comme dans le dispositif primitif de Field, l’action du foyer s’exerce sur les parois du tube, et l’entrée des tubes intérieurs de retour d’eau est effectivement séparée du flux montant d’eau et de vapeur qui se dégage dans l’espace annulaire.
  - Dans ces chaudières, la circulation naturelle de l’eau peut ne pas être entravée par des dispositions vicieuses, seulement son importance ne correspond pas à celle qui serait obtenue par l’utilisation de la charge correspondant à la hauteur des tubes à cause du rebroussement de courant qui se produit à la sortie du tube intérieur de retour. Ce rebroussement brusque du courant crée en cet endroit des remous violents qui occasionnent une perte de charge considérable.
  - Le rapport de la section annulaire de production et de dégagement à la section du retour a une grande importance sur le fonctionnement de ces tubes pendentifs. Du fait même de la construction, la distance entre les deux parois concentriques est toujours petite. Les bulles touchent ces deux parois, et sont gênées dans leur ascension. Si le tube de retour est insuffisant, l’effet dynamique de la formation des bulles tend à établir le mouvement pulsatoire. Pour éviter cet inconvénient, il faut se rapprocher autant que possible de l’unité pour le rapport de ces sections, tout en laissant entre les parois des deux tubes un intervalle d’au moins 20 à 25 millimètres.
  - Comme conséquence de ces conditions, on devrait employer des tubes de gros diamètre, alors qu’en pratique on voit généralement préférer les tubes de petit et moyen diamètres, lesquels entraînent des retours trop faibles, afin de ne pas trop rétrécir l’espace annulaire de production.
  - Nous terminerons ce chapitre en disant quelques mots sur la question de la dénomination à donner aux chaudières dont la surface de chauffe est constituée principalement par des tubes chauffés à l’extérieur. On a critiqué le mot : multitubulaire, généralement adopté jusqu’ici. L’étymologie de ce mot indique un grand nombre de tubes, mais n’explique pas si ces tubes sont baignés par l’eau à l’extérieur et chauffés à l’intérieur, ou vice versa, et il peut s’appliquer à toute chaudière dont la surface de chauffe comporte des tubes.
  - La Société des ingénieurs civils de France a discuté cette grave question dans sa séance du 21 janvier 1898. M. Duchesne a conseillé de suivre l’exemple qui nous vient de l’étranger et de traduire le water tube hoiler des Anglais, le caldaie cli tubi d'acqua des Italiens, et nous y ajouterons le wasserrœhren kessel des Allemands, par le mot de générateurs à tubes d'eau. M. de Chasseloup-Laubat a critiqué cette appelation et son origine, et propose le mot de chaudière aquitubulaire. M. Bertin, directeur des constructions Navales, a adopté dans son ouvrage sur les Chaudières marines la dénomination de chaudières tubuleuses, et a parlé, dans la séance précitée, de chaudières igni-enveloppes.
  - La question n’a pas été résolue. Elle a été reprise par le Congrès international de mécanique appliquée, de 1900. Une commission a été nommée, qui a émis le vœu suivant* On désignera sous le nom de chaudières à tubes d'eau celles formées de tubes contenant l’eau à l’intérieur, et léchées extérieurement par les gaz, en les distinguant, s’il y a lieu, en chaudières à gros et petits tubes d’eau. Voilà donc l’appellation proposée par M. Duchesne, appuyée officiellement par un vœu du Congrès international, Cette dénomination de tubes d'eau est-elle justifiée?Non grammaticalement du moins; car, si multitubulaire n’indique pas les positions relatives de l’eau et des flammes par rapport aux tubes, à tubes d'eau, pris
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - dans le sens littéral, indique que les tubes sont en eau. C’est donc une interprétation conventionnelle qu’il faut donner à cette expression, et c’est précisément le reproche qu’on a élevé contre le mot multitubulaire. La désignation additionnelle proposée par le Congrès n’est pas non plus exempte de critique. Où commence le gros tube? où finit le petit?
  - Avec l'expression proposée par M. de Chasseloup-Laubat, le sens étymologique du mot aqui-tubulaire exprime bien que l’eau est contenue dans les tubes. Mais nous confessons ne pas comprendre ce besoin impérieux de substituer au mot multitubulaire une nouvelle appellation. Il est impropre, c’est vrai; mais il a été généralement adopté, et depuis longtemps. Il n’y a pas en France un seul ingénieur à l’esprit duquel la désignation de chaudière multitubulaire n’évoque immédiatement, et sans ambiguïté, le genre de chaudière auquel il s’applique. Que doit-on demander de plus à un mot? C’est pourquoi nous continuons à employer l’ancienne désignation, en y ajoutant toutefois les expressions suivantes pour caractériser les chaudières :
  - A circuit composé simple, pour les appareils ou les courants de dégagement de la série de tubes superposés viennent se réunir dans un même conduit de dégagement.
  - A circuit composé et retour intérieur, pour les appareils disposés comme ci-dessus, mais avec tubes de retour d’eau intérieurs pour chaque tube vaporisateur.
  - A circuit composé mixte, pour les appareils ou les courants de dégagement d’une ou plusieurs rangées horizontales de tubes sont effectivement séparés des courants de dégagement des autres rangées de tubes.
  - A circuit distinct pour les appareils où chaque tube vaporisateur débouche directement dans le réservoir d’eau et de vapeur.
  - Presque toutes les chaudières multitubulaires exposées avaient les portes de foyer et de cendrier à bascule, ouvrant de l’extérieur vers l’intérieur. Cette disposition, présentée par certains constructeurs comme une innovation importante, a été en réalité proposée il y a quelques années par l’Administration des Mines, qui s’est efforcée, avec raison, de la faire adopter par tous les constructeurs. En cas de déchirure des tubes au moment du chargement, la porte du foyer, si elle est bien construite, se ferme sous la poussée de la vapeur qui s’échappe et arrête ainsi l’invasion de la chaufferie par le flux brûlant. Il en est de même pour les portes de cendrier, qui arrêtent aussi les projections de combustible enflammé. Ces mesures préventives d’accidents sont complétées par l’adjonction de trappes d'expansion, ménageant, dans la maçonnerie des carneaux, une ou plusieurs ouvertures fermées jDar une trappe légère, laquelle se déplace dès qu’une faible pression s’établit à l’intérieur de la chaudière. En cas de déchirure d’un tube la vapeur trouve ainsi une issue de plus vers un appel extérieur. Enfin, les portes des boîtes à tubes sont assujetties par une barre transversale de sûreté.
  - Ces dispositions, conseillées à titre officieux par l’Administration des Mines, ont déjà produit d’heureux effets ; elles protègent le personnel de service contre le flux de vapeur qui inondait les chaufferies en cas de déchirures des tubes. Leur emploi devrait être universellement adopté.
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  - CHAPITRE III
  - Chaudières multitubulaires à circuit composé simple.
  - Les appareils exposés sont présentés ici dans l’ordre alphabétique des pays et des constructeurs. Les indications placées entre parenthèses après la définition du type de chaudière renvoient aux considérations générales du chapitre II.
  - 1° Bietrix, Leflaive, Nicolet et Cie, a Saint-Étienne (Loire)
  - Chaudières à lames d'eau (Classe À).
  - Cette chaudière, représentée en fig. 11, est du système de M. Buettner, constructeur à Nœrdingen-sur-Rhin (Prusse); MM. Biétrix, Leflaive, Nicolet et Cie exploitent en France le brevet de cette maison.
  - Des deux caissons à lames d’eau qui assemblent le faiseau de tubes vaporisateurs, le
  - Fig. II. — Chaudière Buettner.
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  - caisson avant est rivé au corps cylindrique, celui d’arrière s’y relie par l’intermédiaire d’une tubulure de raccordement, dont la section est circulaire dans le haut, rectangulaire dans le bas. Les tubes vaporisateurs sont placés en quinconce, avec une cloison séparatrice en avant de la lame d’eau arrière. Des chicanes reposent sur la quatrième rangée de tubes à partir du bas et sur la rangée supérieure, ménageant des passages pour les gaz, dans le bas vers l’arrière, et dans le haut à l’avant du faisceau tubulaire. Les produits de la combustion^ après avoir léché les tubes inférieurs jusqu’à la cloison séparatrice, pénètrent
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - dans le faisceau tubulaire d’où ils s’échappent à l’avant pour venir chauffer le corps cylindrique supérieur, et vont à la cheminée par un dernier parcours, en plongeant à travers la partie du faisceau tubulaire qui se trouve à l’arrière de la cloison séparatrice.
  - La particularité de cette chaudière consiste en un conduit, appelé couloir par les constructeurs, réunissant la lame d’eau de dégagement à l’avant à la tubulure de retour en arrière. Ce couloir monte jusqu’au-dessus du plan d’eau normal; il est largement échancré à sa partie supérieure et étanche à l’avant. A l’arrière, il est percé de deux ouvertures.
  - Les constructeurs considèrent ce couloir comme un perfectionnement d’un mérite exceptionnel, et ils admettent que, le couloir enlevé, la chaudière n’aurait plus aucune de ses qualités, savoir : grande production par mètre carré de surface de chauffe, siccité parfaite de la vapeur, absence de dépôts dans le faisceau tubulaire, suppression des accidents dus à la dilatation, nul cintrage des tubes.
  - Des essais comparatifs d’une même chaudière, avec et sans le couloir Buettner, auraient pu nous démontrer la valeur de' cet appareil et modifier l’opinion basée sur l’étude de ce dispositif. Nous regrettons, au point de vue scientifique, que de pareils essais, s’il en existe, n’aient pas été publiés, et qu’on ne nous ait pas autorisé à en faire nous-même.
  - D’après l’inventeur, le but du couloir est d’activer beaucoup la circulation de l’eau dans les tubes, en ne détruisant pas la force vive de l’eau qui se dégage de la lame d’eau avant. Cette eau passe dans le couloir dont la section est limitée, ne se mélange pas à la masse d’eau du corps supérieur, pénètre dans la tubulure du retour avec une certaine vitesse, et, de ce fait, la circulation doit s’accélérer très rapidement. Les constructeurs expliquent que l’eau et la vapeur forment dans la lame d’eau d’avant une émulsion, et que, grâce à la forme du couloir, cette émulsion est projetée horizontalement, ce qui permet à la vapeur de se débarrasser des particules d’eau qu’elle jaourrait entraîner. D’où siccité de la vapeur. Les ouvertures ménagées dans le couloir, à l’arrière, servent à faire pénétrer dans le courant de circulation le volume d’eau vaporisé dans les tubes.
  - Examinons les effets de ce dispositif :
  - Nous remarquerons d’abord que l’on présente les fluides se dégageant de la lame d’eau d’avant comme formant une émulsion d’eau et de vapeur, c’est-à-dire une mixture intime dans un état de très grande division. Nous nous demandons s’il est possible d’affirmer que la projection de cette émulsion dans le sens horizontal permettra à la vapeur de se dégager et de se débarrasser des particules d’eau qu’elle pourrait entraîner.
  - Il faudrait donner à l’appui de cette assertion une explication rationnelle, qui fait défaut. En fait, si cette quasi-combinaison de l'eau et de la vapeur se produisait, l’effet du couloir serait de la diriger telle quelle vers le retour, de la faire repasser vers les tubes vaporisateurs. La chaudière serait alors rapidement remplie de cette émulsion, même dans l'espace de vapeur du corps principal.
  - La mixture se déverserait par le tuyau de prise de vapeur, la chaudière se viderait d’eau, et serait en danger. Heureusement pour la chaudière Buettner, cette émulsion, ainsi que nous l’avons expliqué, est impossible. La vapeur peut former des mousses à la surface si la qualité de l’eau le permet, mais, au sein du liquide, les bulles de vapeur sont disséminées dans la masse, sont toujours soumises à la poussée du liquide, et se meuvent avec une plus grande vitesse que l’eau. C’est à cause de cette séparation très nette des bulles et de la masse d’eau dans laquelle elles se meuvent que, lorsque le mélange chemine horizontalement dans le couloir, les bulles peuvent monter à la surface et se dégager. Ce dégagement de la vapeur ne présente rien de particulier. Elle se dégage à la surface de l’eau dans le couloir fout comme au plan d’eau dans le corps principal. Chaque bulle doit déchirer la pellicule liquide qui l’enserre, et les entraînements d’eau avec la vapeur (qu’il ne faut pas confondre avec les projections d’eau) resteront les mêmes, sans que le dispositif en question puisse avoir aucune influence sur la siccité de la vapeur. La position
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  - judicieuse de la prise de vapeur et la hauteur convenable de l’espace de vapeur seront plus efficaces pour améliorer la qualité de la vapeur.
  - La condition de ne pas détruire la force vive de l’eau afin de lui eons'erver une certaine vitesse à son entrée dans le retour paraît assez séduisante au premier abord, puisqu’on peut en tirer comme conclusion que le mouvement de l’eau pourra s’accélérer très rapidement. Mais, en étudiant attentivement cette condition, on reconnaît :
  - 1° Que la force vive de l’eau sortant de la lame d’eau d’avant ne peut pas être maintenue, car, du fait du dégagement de la vapeur, il y a diminution du volume du mélange, donc diminution de vitesse, et perte de force vive;
  - 2° Que l’accélération de vitesse théorique de l’eau dans le circuit ne se produit pas en pratique. Le volume d’eau maximum qui peut être mis en mouvement dépend de la section de dégagement du couloir, de la hauteur disponible comme charge de circulation et de la vitesse du retour. Le couloir étant isolé de la masse d’eau du réservoir, le dispositif Buettner permet d’utiliser comme hauteur disponible la distance du plan d’eau à la partie haute de la rangée des tubes supérieurs.
  - La section du couloir est à peu près la même que celle du retour. D’après ce que nous avons dit précédemment, et en admettant qu’il n’y ait pas de remous, le volume d’eau maximum qui peut être mis en mouvement dans la chaudière exposée est d’environ 40 litres par seconde, la production de cette chaudière est donnée, par les constructeurs, de 2.860 kilog. de vapeur par heure. A la pression de 10 kilog., le volume de la vapeur qui se dégagera par le couloir en une seconde sera de 144 litres.
  - La condition du maximum étant l’écoulement, en un même temps, de volumes égaux d’eau et de vapeur, on voit qu’il y aura toujours, même aux allures réduites, une telle proportion de vapeur dans le mélange que l’on se trouvera dans la partie descendante de la courbe de débit qui suit le maximum. Il y aura, par suite, toujours assez de vapeur pour communiquer à l’eau en mouvement sa force vive, et la vitesse de montée du mélange restera la même, que l’eau affluant au retour parte du repos, ou qu’elle soit animée d’une vitesse initiale plus ou moins grande, comme conséquence de la condition du maximum de débit, sur laquelle toutes les théories et toutes les expériences sont d’accord ;
  - 3° L’eau canalisée par le couloir, qui a une section limitée, déborde en partie, et retombe dans la masse d’eau du réservoir. L’autre partie afflue vers le retour avec une certaine vitesse. La masse de l’eau est beaucoup plus considérable que celle de la vapeur qu’elle contient, et l’eau entraîne avec elle des bulles de vapeur qui pénètrent ainsi dans le retour (Expériences de Yarrow et autres). Ces bulles de vapeur repasseront sur les surfaces de chauffe, et leur présence dans le retour diminuera la charge disponible pour la circulation ;
  - 4° Cette charge disponible se trouverait aussi diminuée du fait du déversement, par les bords du couloir, d’une partie de l’eau élevée. Si les deux ouvertures ménagées à l’ex trémité arrière du couloir n’étaient pas suffisantes pour y faire pénétrer le volume d’eau déversé, le débit de l’eau pendant l’unité de temps serait alors supérieur à celui passan par le retour. Il s’établirait alors forcément, dans ce retour, un plan d”eau correspondant à une diminution de charge telle que le volume d’eau débité soit égal au volume d’eau affluant vers le retour.
  - Ces considérations nous portent à penser que le fonctionnement de la chaudière Buettner sera sensiblement le mêine, avec ou sans le dispositif du couloir intérieur. Notre opinion est confirmée par le dispositif d’ensemble des générateurs à grand volume d’eau représenté à la fig. 12, dont on voyait un modèle réduit à l’Exposition. Nous reviendrons plus loin sur ce modèle considéré comme appareil d’expérience.
  - Dans cette disposition, le corps principal est prolongé, et l’on place à l’arrière du faisceau tubulaire un bouilleur ayant deux cuissards de communication avec le corps principal. Le couloir Buettner ne se raccorde plus au retour du faisceau tubulaire, mais au
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  - premier cuissard du bouilleur. La circulation de l’eau serait la suivante, indiquée par les flèches sur le dessin :
  - L’eau élevée par la lame d’eau de tête chemine dans le couloir, descend dans le bouilleur par le premier cuissard, remonte par le deuxième cuissard, et revient par le corps supérieur à la lame d’eau de retour.
  - Si l’on applique à cette disposition le principe de la conservation de la force vive de l’eau, on voit de suite que cette force vive est perdue par le passage du courant dans le bouilleur et dans le corps principal. Cette disposition de la chaudière à grand volume est donc la négation de la théorie invoquée pour justifier la disposition de la chaudière à petit volume, et les raisons présentées pour démontrer l’utilité du couloir dans l’une ne subsistent plus dans l’autre.
  - Le modèle exposé, de chaudière à grand volume, a pour objet de démontrer la circu-
  - lation active produite par le couloir, et la suppression de la circulation lorsque" le couloir est enlevé. La partie supérieure du corps principal est amovible, pour permettre de retirer ou mettre en place le couloir. L’appareil est entièrement métallique, sauf une partie de chacun des deux cuissards, formée de tubes de verre. Un premier réchaud est placé sous le faisceau tubulaire, un deuxième sous le bouilleur, et servent à chauffer l’appareil.
  - Avec le couloir en place, on voit que les bulles de vapeur qui se forment dans le bouilleur se dégagent toutes par le cuissard d’arrière.
  - Au contraire, avec le couloir enlevé, les bulles se dégagent par les deux cuissards, et on en conclut, à tort selon nous, que dans le premier cas il y avait circulation générale dans toute la chaudière.
  - Lorsque le couloir est placé, le retour d’eau à la lame arrière du faisceau tubulaire ne peut se faire que par le bouilleur. Le courant qui s’établit ainsi entraîne les bulles dans le cuissard arrière. Lorsqu’on supprime le couloir, le retour à la lame d’eau arrière se fait directement dans le corps cylindrique. Avec ou sans couloir, la circulation dans le faisceau tubulaire restera la même; mais, toutes ces surfaces étant métalliques, on ne voit rien de ce qui s’y passe dans les deux cas. L’expérience se réduit donc à la démonstration inutile, le dessin suffisant, que, dans le premier cas, le bouilleur est intéressé dans la circulation et qu'il ne l’est pas dans le second. Elle ne montre rien de ce qui se passe dans le faisceau tubulaire, ni de l’influence du couloir sur cette partie la plus importante de la surface de chauffe.
  - Elle nous fait voir que, le couloir étant enlevé, le bouilleur, placé dans le dernier parcours des gaz, et non pas chauffé directement comme dans l’expérience, remplira le rôle de
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  - réchauffeur d’eau d’alimentation, et qu’ainsi le rendement de la chaudière sans couloir sera supérieur à celui de la même chaudière avec couloir.
  - Nous regrettons beaucoup d’ajouter à ce qui précède quelques critiques sur la construction de la chaudière Buettner, exposée par MM. Biétrix, Leflaive, Nicolet et Cie. Nous y rencontrons plusieurs défauts de fabrication, savoir : le fond embouti à l’avant du réservoir supérieur est loin d’approcher la correction des emboutis des autres chaudières, et notamment de celles des constructeurs étrangers. La courbure n’est pas uniforme, et la partie basse de ce fond porte les traces de coups de marteau ayant produit des bosses. Le travail des caissons soudés formant lame d’eau laisse à désirer. Le travail général aurait pu être plus soigné; on voit même, aux coins des collerettes rabattues, les pièces rapportées de raccordement.
  - 2° Compagnie française Babcock et Wilcox, a Paris.
  - Chaudières à éléments (Classe A).
  - Les chaudières exposées de ce système américain comprennent les deux types d’appareils pour l’industrie et la marine.
  - Le type terrestre, représenté parla figure 13, est formé par l’assemblage d’un certain nombre de collecteurs ondulés réunissant une série verticale de tubes. L’ondulation des collecteurs donne aux tubes des rangées horizontales une disposition en quinconce. Les
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  - Fig. 13.
  - collecteurs de l’avant et de l’arrière sont mis en communication avec le corps cylindrique, chacun par un tube mandriné d’une part dans le collecteur et d’autre part dans l’orifice correspondant d'une pièce emboutie spéciale rivée sur le réservoir. La section de dégagement de chaque collecteur se trouve ainsi considérablement étranglée. La hauteur de la colonne disponible pour produire la circulation générale est limitée à la petite hauteur des tubes de raccordement à l’avant.
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  - Le faisceau tubulaire est divisé en trois parties par deux cloisonnements. Les produits de la combustion s’élèvent à travers le faisceau tubulaire dans le compartiment d’avant, plongeant dans le compartiment intermédiaire, remontent dans le compartiment d’arrière, et lèchent les tubes de retour, pour passer au carneau de sortie.
  - Les dispositions d’ensemble de ce type de chaudière sont déjà fort connues, et nous nous bornerons à examiner les points nouveaux présentés avec les appareils exposés.
  - Toutes les chaudières terrestres avaient des dispositions particulières pour le chauffage, que nous examinerons au chapitre des accessoires.
  - Les tampons obturateurs des ouvertures en regard des tubes sont à fermeture intérieure, par opposition à la coquille à fermeture extérieure employée à tort jusqu’ici, car le tampon autoclave est une nécessité pour les chaudières multitubulaires. Les ouvertures en regard des tubes sont elliptiques, pour permettre l’introduction d’un autoclave avec garniture d’amiante, que l’on serre au moyen d’un écrou et d’un étrier extérieur.
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  - Fig. 14.
  - Les quatre chaudières de l’usine Suffren sont formées chacune par la réunion, dans un même massif, de deux chaudières ordinaires (fîg. 13) avec grille commune et collecteur de vidange commun. Dans la chaudière Babcock et Wilcox, le nombre d’éléments que l’on peut juxtaposer est limité par les dimensions des pièces de raccordement rivées sur le corps supérieur. Pour constituer des unités de grandes puissances, on a recours à l’artifice exposé ci-dessus, lequel présente en pratique certaines difficultés pour le service de l’alimentation. Les deux corps supérieurs ne sont en communication pour l’eau que par l’in-
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  - termédiaire du collecteur de vidange qui réunit tous les éléments à l’arrière (fîg. 14). Cette communication indirecte offre un passage limité à l’eau devant passer d’un corps cylindrique à l’autre pour la concordance des plans d’eau. Le passage de l’eau se fait lentement et avec difficulté à cause des mouvements d’eau dans les tubes et collecteurs de retour. En fait, dans chacun des réservoirs, le plan d’eau suit l’allure de production du faisceau tubulaire correspondant, et, pour ne pas avoir de trop fortes dénivellations entre les deux niveaux, les chauffeurs ont, en général, tendance à pousser les feux sous le faisceau tubulaire du réservoir où le niveau est le plus bas. Cette manœuvre, qui en soi n’est pas prudente, occasionne encore une chauffe irrégulière, nuisible au bon rendement économique, à cause de l’alternance du phénomène dans les deux corps.
  - A notre avis, ce mode de réunion de deux chaudières sur une grille commune n’est réellement pratique qu’à la condition de réunir les deux réservoirs supérieurs par une large communication directe en dessous du plan d’eau.
  - Toutes les chaudières exposées sont munies d’un réservoir décanteur pour l’eau d’alimentation, disposé au-dessus du corps principal, comme aux figures 13 et 15. Le haut de ce réservoir communique par un tuyau avec l’espace de vapeur du corps principal. L’eau d’alimentation est introduite à l’une des extrémités du décanteur, sur un dispositif à plateaux qui la divise en nappes minces afin d’augmenter la surface de contact avec la vapeur et échauffer l’eau plus rapidement. L’air contenu dans l’eau d’alimentation est libéré; une partie des carbonates en dissolution se précipite, et est retenue dans le décanteur par les chicanes transversales. Un tuyau plongeur inséré à l’autre extrémité du cylindre et partant de l’axe horizontal fait déverser le trop-plein d’eau dans le corps principal de la chaudière. Des robinets d’extraction sont montés sur la partie basse du décanteur, pour évacuer les boues accumulées.
  - Cette disposition n’est pas nouvelle comme principe; elle a séduit de nombreux inventeurs dès l’origine des chaudières, car on la retrouve dans beaucoup d’appareils auxiliaires pour l’alimentation, et notamment dans les 'divers réchauffeurs-détartreurs. On pensait retenir ainsi dans l’appareil une quantité notable des sels contenus dans l’eau d’alimentation, et diminuer l’importance et la rapidité de formation de dépôts durs, adhérents sur les parois de la chaudière. Cette conception théorique juste n’a pas donné en pratique les résultats espérés, et cela à cause de la difficulté de retenir les sels précipités et de faire évacuer ceux qui pourraient se déposer dans le décanteur. La précipitation des sels en dissolution dans l’eau est très lente. Il faut environ 24 heures pour bien clarifier l’eau. Les dimensions des réchauffeurs-détrarteurs sont toujours très petites par rapport au temps nécessaire à la décantation. Les sels précipités passent en majeure partie dans la chaudière avec l’eau d’alimentation. Les dépôts ne commencent à se produire dans les décanteurs que pendant les intervalles entre deux périodes d’alimentation, et n’intéressent alors que l’eau qui s'y trouve cantonnée. Mais, en admettant même qu’il y ait une grande accumulation de boues dans un compartiment, l’ouverture d’un robinet de vidange dans cette région n’a pas l’effet que l’on suppose généralement. Suivant la position du robinet, il se produit dans son voisinage immédiat une rigole ou un entonnoir dans la masse des boues ; seuls, les dépôts qui se trouvaient dans cette excavation sont expulsés. La conséquence de cette exiguïté de proportions et de ces extractions insuffisantes est que le décanteur est en réalité un appareil superflu. Pour le rendre efficace, il faudrait lui donner des dimensions suffisantes pour contenir sans inconvénients tous les sels précipités pendant l’intervalle entre deux nettoyages à fond, et alors ses dimensions entraîneraient des pertes de chaleur considérables, ou bien disposer des agitateurs pour remettre en suspension dans l’eau les sels précipités, et vider tout à fait les compartiments de décantation; cela entraînerait aussi des pertes de chaleur importantes et, de plus, la complication d’un dispositif mécanique. Ce sont là les raisons pour lesquelles les décanteurs
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - n’ont pas rempli le but qu’on recherchait, et qui font que leur emploi ne s’est pas généralisé. Leur seul avantage est de diminuer 1 importance des corrosions produites par la présence de l’air dans l’eau d’alimentation.
  - Les quatre chaudières de l’Usine élévatoire Worthington sont munies de surchauffeurs de vapeur. Elles sont représentées à la figure 15.
  - L’usine Worthington est la seule installation de l’Exposition employant la vapeur surchauffée. L’appareil est placé entre le corps cylindrique et le faisceau tubulaire, et sa surface est léchée par les gaz chauds dans leur passage du premier au deuxième parcours. Le surchauffeur se compose de deux boîtes rectangulaires placées transversalement l’une au-dessus de l’autre, reliées par une série de petits tubes en forme de U irrégulier. La boîte supérieure puise la vapeur dans le corps principal par un tuyau direct qui traverse la paroi du corps, la nappe d’eau, et débouche dans l’espace de vapeur. Le fluide passe
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  - Fig. 15. — Chaudière Babcock-Wilcox avec surchauffeur.
  - dans cette boîte, s’écoule par les tubes chauffés où sa température s’élève, et se rassemble dans le collecteur du bas, qui est relié à la conduite de vapeur.
  - Un dispositif spécial d’injection d’eau est placé à l’arrière de la chaudière. Un petit tuyau partant du bas du corps supérieur aboutit à la boîte inférieure du surchauffeur. Sur ce tuyau, est placé un robinet à trois voies qui permet de remplir d’eau le surchauffeur, en le mettant en communication avec le corps cylindrique pendant la mise en pression et lorsqu’on ne veut employer que de la vapeur saturée. Ce même robinet sert à vidanger le surchauffeur pour le mettre en service, et ensuite à isoler de la masse d'eau du corps principal l’appareil en marche.
  - Cet appareil surchauffeur est bien conçu et bien exécuté. Il a été appliqué à l’étranger sur de nombreuses chaudières, et donne d’excellents résultats. Suivant l’intensité d’allure au foyer et la surface de l’appareil, on peut obtenir des surchauffes de 50 à 100°, très suffisantes pour les besoins de la pratique.
  - L’emplacement des surchauffeurs est judicieusement choisi ; les gaz, qui ont préalablement léché presque la moitié de la surface de chauffe totale, arrivent dans la chambre du surchauffeur à des températures variant de 450 à 600° suivant' l’allure du foyer. Les petits tubes qui forment la surface de surchauffe ne sont pas endommagés par ces tempé-
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  - ratures, grâce à la faible épaisseur des parois et à la grande vitesse d’écoulement de la vapeur qui facilite la transmission de la chaleur.
  - Lorsque l’activité du foyer est faible, la production est modérée, les gaz arrivent dans la chambre du surchauffeur à des températures relativement basses. Au fur et à mesure que l’activité du foyer croît, la température d’arrivée des gaz s’élève, mais la production de vapeur augmente en même temps, et la vitesse d’écoulement à travers les tubes croît proportionnellement à la production.
  - La Compagnie Babcock et Wilcox expose également deux chaudières du type Marine représenté à la fig. 16.
  - A part les collecteurs ondulés verticaux, prolongés vers le bas par une partie droite, on ne retrouve dans cette disposition aucun des éléments caractéristiques de la chaudière terrestre de ces mêmes constructeurs.
  - Chaque collecteur reçoit une double rangée irrégulière de tubes de petit diamètre
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  - Fig. 16. —- Chaudière marine Babcock-Wilcox.
  - placés en quinconce ; les deux collecteurs extrêmes de chaque façade ont une paroi droite, et les tubes extrêmes sont placés en alignement vertical, formant écran de protection pour les enveloppes. Les tubes de coup de feu sont insérés dans le bas de la partie droite des collecteurs; ils sont d’un plus grand diamètre et à ailettes intérieures, du type Serve, afin de combattre, par une plus grande résistance des tubes, les déformations de la surface placée sous l’action directe du foyer.
  - Un collecteur transversal qui se trouve placé à l’avant dépasse de chaque côté l’enveloppe pour recevoir deux tubes de retour d’eau auxiliaires qui descendent du corps supérieur. Les tubes sont inclinés de l’arrière à l’avant ; les collecteurs arrière sont réunis au corps cylindrique par deux rangées de tubes horizontaux ayant le même diamètre que les tubes de coup de feu. Comme dans les chaudières terrestres, les connexions des différentes pièces sont obtenues par des bouts de tubes mandrinés. Les ouvertures en regard des petits tubes sont fermées par des bouchons autoclaves, dont le joint se fait métal sur métal. Des ouvertures plus larges ménagées par place permettent d’introduire des petits bouchons intérieurs. L’alimentation se fait dans un réservoir de décantation
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - établi sur le même principe que ceux des chaudières terrestres. Les produits du foyer montent directement au travers du faisceau tubulaire pour passer à la cheminée. Toute la chaudière est enfermée dans une enveloppe métallique.
  - Les constructeurs expliquent le fonctionnement de cette chaudière marine, comme suit :
  - La vapeur et l’eau se dirigent vers les collecteurs arrière, montent à la partie supérieure de ces collecteurs, passent au réservoir par les tuyaux horizontaux de dégagement, la vapeur se sépare et l’eau revient aux tubes par les collecteurs de l’avant, en établissant ainsi la circulation continue de l’eau dans la chaudière.
  - Nous sommes loin de partager cette manière de voir. Considérons la chaudière telle quelle se trouve à l’Exposition, c’est-à-dire immobile. Pour que le cycle présenté par les constructeurs se produise, il faut que le mélange d’eau et de vapeur puisse cheminer horizontalement dans les tubes qui réunissent le corps cylindrique à la partie haute des collecteurs arrière. Ce mouvement est contraire aux lois de la gravité. Pour qu’il s’effectue, il faut nécessairement que la pression dans le réservoir soit inférieure à la pression existante dans le haut des collecteurs arrière. Dans tout cycle de circulation, la pression en un point quelconque du dégagement est d’ailleurs toujours inférieure à celle du point correspondant du retour. C’est la condition sine qua non de la circulation, celle qui découle de la théorie présentée par M. Babcock lui-même. Il ne peut donc pas y avoir dans le haut des collecteurs arrière un excédent sur la pression du réservoir pression nécessaire pour faire écouler le mélange dans le sens horizontal. Contrairement aux conditions indispensables pour l’écoulement des fluides dans la direction cherchée, on a créé une résistance additionnelle au débouché des tubes dans le réservoir en plaçant un écran déflecteur. Si le dégagement vertical de la vapeur peut produire un soulèvement du plan d’eau et des projections, rien de tel n’est à craindre avec le dégagement horizontal, et l’écran est inutile. L’effet de cet écran, qui se prolonge en dessous du plan d’eau normal, est de faire plonger la vapeur dans la masse d’eau du réservoir, condition qui s'oppose encore à tout mouvement dans la direction indiquée par les constructeurs.
  - En dernier lieu, la section des tubes horizontaux de dégagement est tellement faible, par rapport à la section totale des tubes vaporisateurs et à la production intensive de la chaudière, qu’elle suffirait à empêcher tout mouvement d’eau si la position de ces tubes n’était par elle-même un obstacle insurmontable.
  - Cet état de choses ne peut qu’être aggravé par les mouvements du bateau. Les collecteurs de retour d’eau se trouvent dans le voisinage immédiat des surfaces de grande production. La formation dynamique des pistons de vapeur dans les tubes aura pour effet de refouler la vapeur dans les collecteurs de retour, et c’est surtout par ceux-ci que la vapeur se dégagera vers le corps supérieur. Il s’en suivra, comme conséquence, le fonctionnement pulsatoire des tubes, qui se rempliront alternativement de vapeur ou d’eau.
  - La construction des chaudières terrestres et marines est bonne. Les collecteurs en tôle d’acier soudés, les pièces embouties de raccordement au corps cylindrique des chaudières terrestres, les fonds emboutis des réservoirs sont tous de bonne fabrication. La Compagnie Anglaise Babcock et Wilcox a établi dans ses ateliers de Renfrew (Écosse) un outillage puissant et perfectionné, qui lui permet de fabriquer ces pièces dans les meilleures conditions et de les fournir à tous ses correspondants et concessionnaires. Les collecteurs ondulés, notamment, sont dignes d’éloge.
  - Le ramonage des cendres et des suies se fait par un dispositif fixe, remplaçant la lance à vapeur mobile employée généralement. Des tubes verticaux, placés par côté contre les maçonneries, sont réunis à une conduite générale raccordée par un robinet à l’espace de vapeur du réservoir. Les tubes sont percés de petits orifices, et il suffit de lancer la vapeur dans les conduits pour que les jets de vapeur produisent des remous
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  - violents dans toute la chaudière, balayant les cendres et les suies, qui sont emportées à la cheminée.
  - Avec ce dispositif, nécessitant seulement l’ouverture d’un robinet pendant quelques instants, il y a des chances pour que le ramonage soit fait à des intervalles réguliers et suffisamment, tandis que les chauffeurs évitent le ramonage à la lance, qui est lono-et incommode.
  - 3° Delpeutte, a Saint-Nazaire (Loire-Inférieure)
  - Chaudière à éléments, à chauffage extérieur et intérieur des tubes (Classe A).
  - Cette chaudière, d’un ensemble original, indiqué à la figure 17, est formée par une réunion d’éléments discutables.
  - Deux caissons à section rectangulaire sont placés à une certaine distance l’un au-dessus de l’autre. Le caisson supérieur, plus important, porte trois rangées de tubes horizontaux en cul-de-sac et deux rangées alternées de collecteurs également horizontaux. Le caisson inférieur porte deux rangées alternées de collecteurs horizontaux. Les collecteurs correspondants du haut et du bas sont réunis par les tubes vaporisateurs, placés verticalement, et par un tube de retour d’eau. Les tubes vaporisateurs contiennent chacun un tube de fumée intérieur qui traverse les collecteurs. Les deux caissons de façade sont ainsi réunis par deux tubes de retour d’eau. Le plan d’eau normal est placé dans le bas du caisson supérieur.
  - Les collecteurs du bas se trouvent au-dessus de la grille. Des chicanes obligent les gaz chauds à traverser le faisceau tubulaire en zigzag ; une partie des produits de la combustion passe par les tubes de fumée, placés à l’intérieur des tubes vaporisateurs.
  - L’inventeur de cette chaudière ne paraît pas s’être rendu bien compte des conditions nécessaires pour que la vapeur puisse se séparer de l’eau qui la contient. Le courant montant qui pourrait s’établir dans les espaces annulaires des tubes vaporisateurs viendra se briser dans le collecteur supérieur. Il faudrait ici, dans un espace des plus limités, que toute la vapeur se dirigeât horizontalement vers le caisson de façade, et que l’eau se meuve en sens inverse vers le retour. Il y a là une impossibilité matérielle, dont la conséquence est que les bulles de vapeur s’élevant dans les tubes viendront s’accumuler dans le collecteur horizontal et dans le haut des tubes, en supprimant le mouvement de l’eau. Les collecteurs inférieurs sont exposés au rayonnement de la grille, et à la première action des flammes; ils forment la surface de plus grande production, et l’absence de circulation fait que la vapeur s’y accumulera également.
  - L’alimentation a lieu dans ces collecteurs inférieurs, mais elle ne sera pas suffisante pour y arrêter l’ébullition, et ce mode d’alimentation aura pour effet d’obstruer très rapidement, par les dépôts, les collecteurs inférieurs et l’entrée des tubes vaporisateurs. Au lieu de posséder une circulation d’eau rationnelle, cette chaudière ne fonctionnera en réalité que comme un appareil à vaporisation instantanée, avec ses surfaces de chauffe dégarnies d’eau. Les tubes, en cul-de-sac, placés sur le caisson supérieur, doivent remplir l’office de surchauffeur de vapeur. Mais leur disposition est telle, que la vapeur qui s’y trouve, reste cantonnée. La vapeur qui s’écoulera de la chaudière ne passera pas par ces tubes. C’est donc une adjonction inutile.
  - Les tubes intérieurs de fumée nous paraissent également inutiles. On a voulu, par eux, augmenter la surface de chauffe dans un emplacement limité. Mais cette surface supplémentaire sera peu efficace, car une très faible partie seulement des gaz chauds pas-
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  - sera à l’intérieur des tubes, la petite section de ces tubes occasionnant une résistance considérable. Les produits de la combustion passeront surtout par les carneaux extérieurs
  - aux tubes. Eu égard au but poursuivi, cette complication est au moins inutile.
  - Une autre idée qui a dû présider à la création de ce type, paraît être la facilité de démontage des éléments tubulaires. Dans ce but, tous les assemblages sont obtenus par l’emploi de boulons-tirants intérieurs. Ce mode d’assemblage est très dangereux, car le tirant, à l’abri des gaz chauds, se dilate moins que les parties assemblées qui sont chauffées, et est soumis de ce fait à des efforts de traction considérables. Dans les anciennes chaudières
  - Fig. 18. — Chaudière Fouché
  - Fig. 17. — Chaudière Delpeutte. D’après le Portefeuille des machines, juillet 1900.
  - Collet, on a employé le même mode d’assemblage, et les mécomptes auxquels il a donné lieu l’ont fait rejeter définitivement.
  - Enfin, aucun nettoyage intérieur n’est possible sans le démontage complet de toutes les parties de la chaudière.
  - 4° Frédéric Fouché, a Paris
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  - Chaudière à lames d'eau, sans réservoir d'eau et de vapeur (Classe A).
  - L’examen du croquis figure 18 montre que la chaudière de M. Fouché se compose exclusivement de deux lames d’eau réunies par un faisceau compact de tubes vaporisateurs. Comme dans la chaudière marine de Babcock et Wilcox, les tubes sont inclinés
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  - de l'arrière à l’avant. La longueur des tubes est, à peu de chose £rès, celle delà grille. Le plan d’eau est maintenu dans la région haute du faisceau vaporisateur; un certain nombre de rangées de tubes et une partie des lames d’eau ne contiennent que de la vapeur. La prise de vapeur et les robinets d’indicateur de niveau sont montés sur le caisson formant lame d’eau à l’avant.
  - Les produits du foyer s’élèvent à travers le faisceau tubulaire, pour passer à la cheminée. La chaudière est placée dans une enveloppe métallique h double paroi et à circulation d'air. Le cendrier étant clos, l’appel de l’air sous la grille se fait du haut en bas par les doubles parois.
  - En supprimant le réservoir supérieur, le constructeur de cette chaudière a voulu limiter la circulation d’eau aux circuits intérieurs au faisceau tubulaire. Le dégagement devrait se faire de l’avant à l’arrière, la séparation de la vapeur et de l’eau devrait avoir lieu dans la lame d’eau arrière, l’eau revenir par les tubes noyés de la partie haute à la lame d’eau avant, qui est supposée servir de retour d’eau, et la vapeur descendre par les tubes supérieurs pour se rendre à la prise de vapeur. La considération de la répartition des pressions dans un pareil circuit suffit à démontrer qu’il est irréalisable. Ce que nous avons dit du mode de fonctionnement du faisceau tubulaire dans la chaudière marine Babcock et Wilcox, s’applique également à la chaudière Fouché, qui peut, à la rigueur, être considérée comme une simplification peu heureuse de la première, car elle en exagère l’instabilité de pression, et la difficulté de chauffe.
  - Les tampons obturateurs des ouvertures ménagées sur les plaques de façade des caissons sont autoclaves.
  - Le cendrier clos et l’appel sous la grille de l’air qui s’est échauffé en circulant dans les parois doubles de l’enveloppe métallique ne favorisent pas la combustion. L’air dilaté contient, en poids, moins d’oxygène que le même volume d’air froid, et le mélange intime de l’oxygène aux produits comburants est obtenu plus difficilement. Pour créer l’appel d’air dans le cendrier, il faut qu’il s’y produise une dépression suffisante, dépression qui ne peut être obtenue qu’en faisant passer à la cheminée des gaz à très haute température pour augmenter proportionnellement la dépression à la base de la cheminée. .
  - L’appel d’air par des enveloppes à doubles parois n’est rationnel que lorsqu’on introduit l’air chaud soit au-dessus de la grille, dans le foyer, soit dans une chambre de combustion où s’opère le brassage des gaz et de l’air introduit.
  - L’enveloppe entièrement métallique, lorsqu’elle est bien construite, offre un avantage très marqué pour l’utilisation du combustible. Les parois étant absolument étanches, on supprime ainsi les rentrées d’air par les fissures et la porosité des maçonneries; rentrées dont l’effet est si funeste pour le bon rendement des chaudières.
  - 5° N. Roser, a Saint-Denis (Seine)
  - Chaudières à éléments, à retours indépendants (Classe A).
  - Le générateur multitubulaire de la maison Roser (figure 19) dérive du type Babcock et Wilcox. Il est formé par la juxtaposition d’éléments verticaux, formés chacun de deux collecteurs droits reliés par une série de tubes vaporisateurs superposés. Les collecteurs de l’avant sont reliés à un réservoir transversal au moyen d’un joint double à bague biconique. Le réservoir transversal est réuni à deux réservoirs longitudinaux qui se prolongent jusqu’à l’arrière de la chaudière, et qui portent chacun un dôme de prise de vapeur. De l’extrémité de ces réservoirs partent deux tubes droits de retour d’eau. Ces tubes
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  - Le faisceau tubulaire est léché par les gaz en trois parcours successifs.
  - Les deux retours indépendants assurent une meilleure distribution de l’eau
  - Chaudière
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  - de coup de feu, ainsi que cela a été expliqué dans nos considérations générales. Leur section nous paraît faible par comparaison à la section totale du faisceau vaporisateur (deux tubes de retour de 180 millimètres de diamètre pour 143 tubes vaporisateurs de 120 millimètres de diamètre). Il y aurait avantage à donner à ces tubes de retour une plus grande section.
  - Les collecteurs sont droits et les tubes vaporisateurs sont placés les uns au-dessus des autres : leurs intervalles, dans le sens horizontal, forment ainsi des passages directs pourles gaz chauds, dont la masse ne se trouve pas brassée comme dans la disposition en quinconce. L’efficacité de la surface de chauffe est un peu diminuée de ce fait, mais cette critique n’a pas une très grande importance pourles appareils de M. Roser, car ce constructeur, d’après les enseignements de la pratique, a pour principe de maintenir très modérée la production de vapeur de ses chaudières. C’est là une excellente mesure.
  - Les collecteurs des éléments sont en tôle d’acier soudée; les tampons obturateurs sont autoclaves. La réunion des éléments aux corps cylindriques par des joints doubles à bague biconique facilite beaucoup le démontage des éléments en cas de réparations.
  - La construction de ces appareils est soignée. Nous critiquerons seulement le manque d’esthétique des façades. Les devantures sont constituées par le simple assemblage de tôles plates et de cornières droites d’une simplicité extrême mais d’un aspect disgracieux. Dans les grandes usines modernes, on exige un peu plus de goût dans l’ensemble de la construction et dans l’aspect extérieur des appareils.
  - 6° Société anonyme des générateurs Mathot, a Rœux-les-Arras (Nord) Chaudières à lames d'eau (Classe A).
  - La figure 20 donne la coupe longitudinale de ce système de chaudière et les coupes transversales de deux unités de différentes puissantes.
  - Deux caissons formant lame d’eau sont réunis par le faisceau tubulaire, qui est séparé en trois groupes dans le sens vertical, en deux groupes seulement pour la plus petite des chaudières exposées. La lame d’eau avant est directement rivée sur le corps supérieur et communique avec ce corps par une large section rectangulaire. La lame d’eau arrière est réunie au réservoir d’eau et de vapeur par un petit nombre de tubes de retour d’eau : de 3 à 7, suivant la puissance des chaudières exposées.
  - Les produits de la combustion viennent lécher les tubes vaporisateurs en trois parcours superposés (deux parcours seulement pour la plus petite des chaudières exposées) obtenus par la disposition de chicanes placées sur le haut de chacun des groupes de tubes formant le faisceau vaporisateur. En quittant les surfaces tubulaires, les gaz chauds lèchent le corps supérieur et passent au-dessus de la lame d’eau arrière pour plonger derrière celle-ci vers le carneau de sortie. L’écartement ménagé entre les groupes de tubes est nécessaire pour laisser une section suffisante au passage des gaz.
  - Le ramonage de ces chaudières se fait à lance, partie par des tubes entretoisés disposés au travers de la lame d’eau, et partie par des évidements latéraux dans la maçonnerie (Voir sur les coupes transversales de la figure 20). Ces évidements se prolongent jusqu’à la façade, et sont fermés par des portillons. La nécessité de combiner ces deux dispositions de ramonage n’est pas bien indiquée. La dernière ne nous paraît pas avoir de raison d’être avec la lance droite. Nous verrons, sur les chaudières Steinmuller, une application plus judicieuse des évidements latéraux de ramonage, qui entraîne néanmoins une plus grande largeur de façade et augmente la surface occupée par les chaudières.
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  - Les portes de foyer des générateurs Mathot sont reliées à la commande du registre, de façon à fermer presque complètement ce dernier lorsqu’on ouvre les portes de foyer pour le chargement de la grille. Beaucoup d’ingénieurs et quelques constructeurs ont attaché une grande importance à cette condition, qui ne nous paraît pas justifiée. Nous avons fait de nombreux essais comparatifs pour déterminer son influence sur le rendement, et nous en avons conclu que les bénéfices en étaient très minimes et de grandeur comparables aux erreurs d’observations qu’on commet dans les expériences.
  - L'orifice pour le passage de la vapeur de la lame avant dans le réservoir supérieur, se prolonge par un conduit rectangulaire qui monte vers le haut du réservoir, bien au-dessus du plan d’eau, et se prolonge horizontalement vers l’arrière. Dans la partie hori-
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  - Fig. 20. — Chaudière Mathot.
  - zontale, ce conduit est ouvert à son extrémité, et porte sur sa face inférieure une série d’orifices pour le déversement progressif de l’eau en cours de route. La séparation de la vapeur se fait en faible partie dans ce couloir : l’eau retombant par son extrémité et les orifices intermédiaires entraîne avec elle la plus grande quantité de vapeur, qui se sépare après avoir plongé dans la masse d’eau du réservoir. Cet agencement permet d’augmenter la colonne disponible pour la circulation de la hauteur de l’eau dans le réservoir, moins une partie de la hauteur de la colonne fluide qui se trouve dans le conduit au-dessus du plan d’eau.
  - Les caissons formant lame d’eau, que construit la Société des Générateurs Mathot, ont une section transversale rigoureusement rectangulaire. Lorsqu’ils sont très larges (comme cela était le cas pour quelques-unes des chaudières exposées), la vapeur produite dans les côtés du faisceau tubulaire monte dans le haut des lames d’eau, où elle doit cheminer
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  - horizontalement pour atteindre l’ouverture centrale de dégagement. Elle y forme des poches dont la flèche croîtra avec la largeur latérale du caisson. On évite généralement cet inconvénient en inclinant les parois supérieures des caissons et en les faisant converger vers l’orifice de dégagement.
  - Les retours d’eau à l’arrière paraissent insuffisants, et font perdre tout l'avantage que peut donner le conduit séparé de dégagement à l’avant, dont l’effet se trouve déjà diminué par la grande hauteur à laquelle l’eau doit être élevée au-dessus du plan d’eau, et le long parcours horizontal. Les retours semblent d’autant plus insuffisants que toutes les chaudières sont munies de très grandes grilles, et sont présentées pour des productions intensives. Les chaudières exposées montrent que cette question des retours ne préoccupe pas assez les constructeurs. Voici, groupés en tableau, les surfaces de grille, le nombre de tubes vaporisateurs et le nombre de tubes de retour pour les différentes puissances :
  - Surfaces de grille.................................. lm244 4 m2 53
  - Nombre de tubes vaporisateurs de 90 millimètres.... 26 105
  - Tubes de retour de 120 millimètres.................. 3 6
  - On voit que cette question des retours n’est pas traitée logiquement.
  - 7° Société française de constructions mécaniques (anciens établissements Gail) a Paris.
  - Chaudière à lames d'eau et retours indépendants (Classe A).
  - Cette chaudière est représentée par la figure 21. Deux caissons formant lames d’eau sont réunis par le faisceau tubulaire. Le caisson avant est rivé sur toute sa largeur à un réservoir transversal, ce qui permet une section de dégagement presque égale à la section du caisson. Deux corps cylindriques horizontaux partent du réservoir transversal, et se prolongent jusqu’à l’arrière de la chaudière. Un ballon transversal pour la prise de vapeur est placé sur ces deux réservoirs longitudinaux, et, de leur extrémité arrière, partent deux tubes de retour d’eau qui viennent se raccorder à un collecteur transversal placé sous la lame d’eau arrière. Les tubes sont placés en quinconce, et leur faisceau est traversé par les gaz chauds en trois parcours créés par deux cloisons transversales.
  - Quelques-uns des tubes vaporisateurs sont établis pour servir d’entretoises entre les deux plaques tubulaires des lames d’eau. Ces entretoises tubulaires sont hachurées sur la coupe transversale (fig. 21). Elles constituent une mesure de sécurité qui est rarement employée, et qui est surtout recommandable pour les chaudières à éléments, dans lesquelles on a souvent constaté le déboîtage des tubes.
  - La construction des caissons formant lame d’eau est moins bien comprise. Cette conception donne satisfaction au chaudronnier voulant résoudre une question délicate de rivetage, mais elle ne répond pas à la conception d’un ingénieur ayant à se préoccuper de toutes les conditions d’établissement d’un bon générateur a vapeur. Parmi les plus essentielles de ces conditions, il en est une qu’on ne devrait jamais perdre de vue : toutes les rivures chauffées doivent être baignées par Veau sur l'une des faces.
  - Or, voici comment sont construits les caissons de cette chaudière : les deux faces sont formées de deux tôles rectangulaires à bords rabattus sur trois côtés; les côtés intermédiaires pour former la collerette d'attache sur les corps cylindriques, et les bords rabattus latéraux sont rivés ensemble ; pour fermer le quatrième côté du caisson, on enserre un fond embouti, ainsi qu’on le voit à la figure 21.
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  - Les rivures de ces fonds emboutis sur les caissons ne sont pas en contact avec l’eau; il en résulte que cet assemblage doit souffrir par l’action de la chaleur, surtout à la partie postérieure du caisson avant. On a bien indiqué en cet endroit une mince garniture réfractaire; mais elle est insuffisante, car elle sera toujours à très haute température. Du reste, ces garnitures se détériorent rapidement en pratique : elles s’effritent ou coulent sous l’action de la chaleur et elles tombent souvent sous la poussée des mouvements de la chaudière. La rivure se trouve alors exposée, sans écran, au rayonnement de la grille.
  - La chaudière est suspendue à une charpente métallique, qui décharge les maçonneries du poids de l’appareil. C’est une bonne disposition, qui tend à se généraliser dans la construction des chaudières multitubulaires. Les tampons obturateurs sont à fermeture autoclave.
  - 8° Solignac, Grille et Cie, a Paris
  - Chaudière à éléments, à circulation artificielle (Classe A).
  - La figure 22 donne la coupe longitudinale schématique de ce nouveau système de chaudière et la vue de face de l’appareil exposé. Il est formé par l’assemblage de plusieurs collecteurs rectangulaires sur lesquels sont inséré des séries de tubes vaporisateurs de petit diamètre en forme d’U couché et irrégulier. La branche supérieure de ces tubes est placée horizontalement, la branche inférieure est très légèrement inclinée de l’arrière à l’avant. Chacun des collecteurs est réuni au réservoir supérieur d’eau et de vapeur par un système tubulaire formé d’un tube de dégagement et d’un tube de retour. Les tubes de dégagement partent de la partie haute des collecteurs, en dessous du débouché supérieur des tubes vaporisateurs, et se prolongent jusqu’au-dessus du plan d’eau normal dans l’espace de vapeur du corps principal. Le tube de retour est inséré à la partie basse du corps principal, et aboutit également à la partie basse du collecteur.
  - Cette chaudière est présentée pour une vaporisation très intensive. La surface de chauffe est de 30 m2, et la production normale annoncée est de 1.200 kilogrammes de vapeur par heure, soit 40 kilogrammes de vapeur par heure et mètre carré de surface de chauffe.
  - Cette production peut évidemment être atteinte si l’on brûle sur la grille une quantité suffisante de combustible. Il ne faut pas s’étonner des grosses productions, et les considérer comme des résultats extraordinaires. Avec n’importe quelle chaudière on peut obtenir facilement des vaporisations intensives. Les surfaces exposées au rayonnement de la grille produisent de 100 à 200 kilogrammes de vapeur par mètre carré et par heure, d’après de nombreuses expériences, parmi lesquelles il faut rappeler les recherches de M. Hirsch (Annales du Conservatoire des Arts et Métiers, 2e série, volume I). La production des surfaces qui suivent la surface de chauffe directe tombe très rapidement. Il suffit dès lors de supprimer une partie de la surface de chauffe indirecte pour que le taux moyen de la production par unité de surface s’élève rapidement. Mais nous nous empressons d’ajouter que cela ne peut pas être réalisé sans nuire beaucoup au rendement économique, surtout si la surface de chauffe indirecte, ainsi supprimée, est importante.
  - Dans l’hypothèse que nous venons d’indiquer, la chaudière ne souffre pas de cette production intensive, qui n’est qu’apparente, car les quantités de chaleur absorbées par les différentes parties de la chaudière restent les mêmes.
  - D’un autre côté, la production moyenne peut être augmentée, si l’on augmente la
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  - LA MECANIQUE A L'EXPOSITION
  - quantité de chaleur développée dans le foyer. C’est la capacité productive du foyer qui limite alors la puissance de production de la chaudière. Dans ce cas, le rendement économique de la chaudière baisse encore plus rapidement avec l'augmentation de production, et la chau-
  - dière souffre de l’accroissement d’absorption de chaleur par unité de surface, conséquence de l’accroissement d’intensité du foyer. La chaudière est forcée.
  - On voit donc que les très grosses productions ne sont en général, obtenues qu’au détri-
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  - Fig. 22. — Chaudière Solignac-Grille.
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  - ment du rendement. La chaudière Solignac exposée ne peut donc avoir, à notre avis, qu’un rendement assez faible, mais elle doit pouvoir produire les 1.200 kilogrammes annoncés, car elle a une grille de lm292. Le parcours des gaz qu’on voit sur la coupe schématique (fîg. 22), est presque direct, et n’offre pas de résistances considérables; on doit ainsi facilement brûler 100 kilogrammes et même plus par mètre carré de grille et par heure.
  - Reprenant les idées du début de Belle ville, M. Solignac a voulu tout d’abord créer un générateur à vaporisation instantanée en injectant un mince filet d’eau dans les tubes, par un très petit orifice, au moyen d’une pompe. Il s’est heurté aux mêmes inconvénients qu’a dû surmonter Belleville, et, tout comme celui-ci, il a reconnu la nécessité d’avoir une certaine quantité d’eau sur les surfaces chauffées. Quoique l’aspect en soit différent, on retrouve, dans les diverses étapes de la chaudière Solignac exposées par les dessins à la classe 19, toutes les transformations d’origine de la chaudière Belleville.
  - La position presque horizontale des tubès vaporisateurs étant un empêchement majeur pour faire arriver l’eau sur les surfaces de chauffe, M. Solignac a eu la même idée que Belleville : utiliser l’effet dynamique de la formation de la vapeur pour produire le dégagement dans une direction assignée d’avance, et former un appel d’eau dans la même direction, en créant une résistance à l’écoulement par le rétrécissement de l’orifice d’entrée de l’eau. Ces effets ont été expliqués au chapitre II. M. Solignac place à l’entrée de ses tubes vaporisateurs, dans le bas du collecteur, un petit ajutage réduisant la section de cette entrée. Un bout de tube forme butoir pour empêcher la projection de ces ajutages par l’effet dynamique de la formation des bulles. Ces tubes sont percés d’un grand nombre d’orifices pour laisser passer l’eau aux ajutages.
  - Il suffirait de donner aux tubes une inclinaison suffisante, pour pouvoir se dispenser d’ajutage et mieux rafraîchir les surfaces de chauffe. Ce serait une solution rationnelle.
  - Le fonctionnement de cette chaudière est le suivant : au repos, les tubes et les collecteurs sont remplis d’eau; en chauffant, et tant qu’il n’y a pas de production de vapeur, les courants de convection sont localisés dans les tubes vaporisateurs et leurs collecteurs. Dès que la vapeur commence à se produire l’eau est chassée de tous côtés vers les collecteurs. La formation successive des bulles a bientôt pour effet d’accentuer le mouvement par les tubes vers la partie haute des collecteurs, et la vapeur vient tout d’abord s’accumuler dans cette partie haute des collecteurs où elle ne trouve pas d’issue. L’eau continue toujours à être refoulée dans le corps supérieur par les tubes de retour. Lorsque, par suite de l’arrivée successive de la vapeur, le plan d’eau auxiliaire ainsi établi dans le haut des collecteurs vient affleurer l’ouverture du tube de dégagement, la vapeur et l’eau se précipitent dans ces tubes et se déversent dans le corps principal. A ce moment, le tube de retour fonctionne suivant sa destination, et ramène dans le bas des collecteurs un volume d’eau égal à celui qui a été déversé dans le haut. L’eau amenée par le retour se distribue aux ajutages d’entrée des tubes vaporisateurs. On crée ainsi un cycle de circulation artificielle, automatique, continue, indépendante des variations de l’alimentation et nettement caractérisé, qui aura son maximum d’effet lorsque la section des tubes de dégagement et celle des tubes de retour de chaque collecteur seront égales à la somme des sections des ajutages de distribution aux tubes vaporisateurs insérés dans le collecteur. La hauteur de charge ainsi disponible pour produire la circulation de l’eau est la distance entre le plan d’eau du corps supérieur et les ajutages d’entrée des tubes.
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  - 9° Pétry-Derëux, a Duerex (Prusse rhéxaxe)
  - Chaudière à lames d'eau (Classe A).
  - La figure 23 montre la disposition d’ensemble de ce générateur, composé de deux caissons formant lames d’eau, réunis par le faisceau tubulaire. Le caisson de l’avant est directement rivé au corps cylindrique, le caisson de l’arrière est assemblé au réservoir principal par l’intermédiaire d’une large tubulure de raccordement. Le faisceau tubulaire est partagé en deux chambres par une cloison transversale vers l’arrière. Deux séries de chicanes, placées à plat sur les tubes, comme l’indique la figure, obligent les gaz chauds
  - à se diriger vers l’arrière, en léchant les quatre rangées de tubes inférieurs dans la chambre d’avant. Ces gaz remontent dans le faisceau, qu’ils quittent à la partie supérieure à l’avant, et, après avoir chauffé le corps supérieur, ils plongent à travers les tubes à l’arrière de la cloison pour passer au carneau de sortie.
  - Le constructeur signale deux particularités de son appareil sur lesquelles il insiste.
  - Dans le but de supprimer les entraînements d’eau avec la vapeur, le dégagement de vapeur se fait dans un coffre à compartiments chicanés placé dans le réservoir d’eau et de vapeur (Voir fig. 23). Avant de passer dans l’espace de vapeur principal, la vapeur est obligée de traverser les méandres formés par les chicanes du coffre. On suppose que, grâce aux brusques changements de section, et en vertu de l’inertie, la vapeur se débarrasse de l’eau qu’elle contient en suspension. Le principe de ce dispositif n’est pas nouveau, et a déjà fait l’objet de nombreuses applications dans des chaudières ou dans les appareils auxiliaires que l’on appelle séparateurs d’eau. Son efficacité sur ce que l’on est convenu d’appeler les entraînements d’eau est très contestable.
  - Au moment où se déchire la pellicule liquide qui enserre la bulle de vapeur flottante, il y a projection de petites vésicules d’eau extrêmement ténues. Ce phénomène est constant tant qu’il y a des bulles venant à la surface de l’eau, et une certaine quantité d’eau est ainsi toujours projetée dans le voisinage du plan d’eau. Cette poussière est charriée par la vapeur, tout comme celle qui est transportée parfois à de très grandes distances par le déplacement de l’air dans le voisinage d’un jet d’eau. C’est un effet de la tension superficielle de l’eau; effet d’autant plus accentué que la température de l’eau est plus basse et que les bulles sont plus petites. Lorsque ces deux dernières conditions sont réunies, on voit s’élever de la surface de l’eau un véritable nuage. Pour remédier à un pareil état de choses naturel et permanent, on conçoit qu’il faudrait avoir une vitesse presque nulle de la vapeur à l’endroit où elle se dégage, pour que la poussière d’eau puisse
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  - retomber à la masse, et se séparer. C’est la raison pour laquelle les chaudières où le dégagement des bulles se fait sur une grande étendue (comme dans les chaudières à foyer intérieur), et qui ont en outre un très grand espace de vapeur, donnent de la vapeur moins humide, c'est-à-dire charriant moins d’eau en suspension, que celles qui ne remplissent pas ces conditions. On dit que les premières entraînent moins que les deuxièmes, et on appelle titre de la vapeur, la proportion de celle-ci dans le mélange. Dans les. chaudières où le dégagement de toute la production de vapeur est réunie en un seul endroit, la vitesse de la vapeur en quittant l’eau est toujours très grande, et s’augmente encore à cause de l’intumescence produite par l’accumulation des bulles à la surface, qui vient diminuer l’espace de vapeur. C’est surtout le cas des chaudières multitubulaires, qui ont presque toujours des réservoirs supérieurs de faibles dimensions et des espaces de vapeur restreints. Ceci explique la raison d’être de l’écran que l’on place sous l’eau et au-dessus du dégagement de la vapeur dans certains systèmes de générateurs multitubulaires, et des conduits de dégagement à déversoir prolongé qui existent dans d’autres. On répartit ainsi les bulles sur une plus grande surface, et le titre de la vapeur est amélioré.
  - Les explications qui précèdent donnent la raison de l’inefficacité de tous les séparateurs basés sur l’inertie, car tous ces appareils ne font qu’accroître la vitesse de la vapeur en lui faisant parcourir des méandres plus ou moins tortueux, alors qu’il faudrait avoir une vitesse presque nulle pour opérer la séparation complète de l’eau.
  - L’autre perfectionnement présenté par la maison Pétry-Dereux est une cloison séparatrice transversale placée dans le caisson arrière, jusqu’au-dessus de la deuxième rangée de tubes à partir du bas (fig. 23). Le caisson se trouve ainsi partagé sur une certaine hauteur en deux compartiments distincts. L’eau du retour qui descend par le compartiment postérieur vient desservir ainsi directement les tubes du bas. Cette disposition est analogue, comme effet, à celle du retour d’eau indépendant, que nous avons déjà présentée, et qui est préférable à celle qui consiste à ramener simplement l’eau par le haut des caissons ou des collecteurs. La cloison séparatrice de la chaudière Pétry-Dereux n’est pas fixe; elle est formée de parties assemblées, qu’il faut déplacer pour procéder à la visite et au nettoyage des tubes vaporisateurs. C’est une complication d’entretien, que l’on évite avec le retour indépendant.
  - La construction de la chaudière est en général assez soignée, seules les barrettes du trou d’homme du corps principal prêtent à la critique. Elles sont en fers plats, en forme de chapeau de gendarme et d’un aspect disgracieux.
  - 10° Simonis et Lanz, a Francfort-sur-le-Mein Chaudière à lames d'eau et circulation artificielle (Classe A).
  - La figure 24 montre la disposition d’ensemble de ce générateur, composé de deux lames d’eau réunies par le faisceau tubulaire. La lame d’eau avant est réunie au corps principal par une pièce de raccordement, la lame d’eau arrière par une tubulure dont la section, circulaire dans le haut, devient rectangulaire à l’insertion sur le caisson. Le parcours des gaz chauds est indiqué sur la coupe longitudinale.
  - Cette chaudière présente quelques dispositions particulières.
  - Les tampons sont circulaires et autoclaves, et leurs joints peuvent être faits de l’extérieur, Dans d’autres systèmes, le tampon circulaire autoclave nécessite l’établissement d’un trou de passage spécial pour introduire les tampons dans l’intérieur du caisson, ce qui constitue une complication d’entretien. Dans cette chaudière, les tampons et les trous
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  - ont une même conicité vers l’extérieur. L’orifice sur le caisson est diamétralement entaillé à l’extérieur sur la demi-épaisseur, et le tampon est évidé à la base sur deux côtés opposés et sur la demi-hauteur conique. Le diamètre de l’orifice aux entailles est légèrement plus grand que le diamètre du tampon aux évidements. Le tampon, présenté de côté, dans cette
  - Fig. 24. — Chaudière Simonis et Lenz.
  - position particulière, passe par le trou, et on le ramène pour boucher l’ouverture. On le fait tourner de 90 degrés. Les entailles de l’orifice sont alors en regard des parties pleines du tampon, et le joint se fait sur les surfaces coniques qui sont en contact sur tout le pourtour. La figure 25 représente cette disposition, qu’il suffit d’avoir vu une seule fois en fonction, pour en apprécier toute l’ingéniosité et la grande simplicité.
  - La chaudière Simonis et Lanz possède dans le corps supérieur, et dans le dôme de
  - Fig. 25.
  - prise de vapeur, deux séries de chicanes, dont le but est de séparer l’eau en suspension dans la vapeur. Nous avons expliqué l’inutilité de ces dispositifs eh parlant de l’arrangement similaire de la chaudière précédente.
  - Le corps supérieur n’est pas placé horizontalement, ainsi que cela se fait d’habitude. Il est légèrement incliné vers l’arrière. La raison de cette complication de construction et de montage nous échappe, d’autant plus que, pour un même volume d’eau contenu dans le réservoir, elle a pour effet de diminuer la hauteur de la charge disponible pour l’appareil de circulation artificielle.
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  - L’alimentation se fait dans le corps supérieur par un tuyau plongeant, qui se raccorde par un coude à un tube de gros diamètre placé dans le bas du réservoir (fîg. 24). Les constructeurs expliquent l’utilité de ce dispositii par le fait que l’eau s’échauffe suffisamment dans le tube horizontal pour que la précipitation des sels s’opère, qu’ils sont ainsi amenés vers l’arrière du réservoir, où un écran les retient, et les empêche de se déverser dans le retour. On extrait ces sels par une vidange spéciale.
  - Nous ne pensons pas que ce dispositif donne en pratique les effets qu’on attend de lui. Les coudes des tuyaux d’alimentation, dans l’intérieur des chaudières, sont une source d’ennuis. Les coups de bélier qui se produisent dans ces conduits détériorent les coudes, et provoquent la déchirure du coude ou du tuyau. Il faut les éviter avec soin, car les débris des tuyaux d’alimentation ont souvent provoqué des désordres graves. Il est certain que l’eau d’alimentation ne s’échauffera pas mieux dans le tuyau horizontal que si elle est mélangée à la masse d’eau, puisque celle-ci seule peut lui céder de la chaleur. Si l’on
  - suppose que la séparation des sels calcaires puisse se faire aussi facilement, et qu’on veuille amener l’eau d’alimentation dans la zone de dépôt en amont du barrage, il suffirait de déplacer la position du tuyau plongeur, et le mettre en arrière du dôme.
  - La.chaudière Simonis-Lanz est munie d’un dispositif intérieur pour provoquer la circulation artificielle de l’eau et représenté par la figure 26. Ce dispositif est placé dans le réservoir supérieur, immédiatement au-dessus du dégagement de vapeur. Il se compose d’une boîte rectangulaire sans fonds, et, entre les parois de cette boîte, sont insérées des tôles ondulées placées verticalement. Ces tôles se touchent sur les génératrices les plus saillantes d’ondulations alternées, et forment ainsi un ensemble de conduits juxtaposés, dont la section dépend du profil des tôles ondulées qui se prolongent un peu au-dessus du plan d'eau. Toute la vapeur produite par la chaudière se dégage dans le caisson de l’avant formant lame d’eau, et est amenée sous ce système tubulaire. Les petites bulles s’y engagent directement, les grosses bulles se partagent entre plusieurs conduits voisins,
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  - à moins que T ondulation des tôles ne donne des conduits suffisamment grands pour leur livrer passage. D’après ce que nous avons dit sur la question de la circulation, on reconnaît de suite que ce dispositif réunit certaines des conditions voulues pour mettre en mouvement un volume d’eau important, parmi lesquelles le dégagement des bulles de vapeur en un plus ou moins grand nombre de passages directs mis à l’abri des influences thermiques du foyer. Mais la disposition de la chaudière ne permet pas de tirer tout le parti que peut donner l’appareil de circulation. Les courts circuits intérieurs sont diminués, mais ne sont pas supprimés, et il y aura encore des retours de vapeur des tubes supérieurs aux tubes de coup de feu. Nous verrons sur d’autres chaudières comment on peut faire disparaître ce grave inconvénient.
  - 11° L. et G. Steinmueller, a Gummersbach (Province rhénane)
  - Chaudières à lames d'eau (Classe A).
  - Les chaudières de ce système alimentaient une des installations mécaniques les plus importantes de la Section allemande. Comme le montre la figure 27, elles se composent de deux lames d’eau réunies par le faisceau tubulaire disposé en quinconce. Le corps supérieur porte, rivé à l’avant, une pièce de raccordement à section rectangulaire, et à l’arrière une tubulure dont la section circulaire se transforme en section rectangulaire. Ces deux pièces portent des brides rivées, et s’assemblent par joint boulonné, aux brides correspondantes rivées sur les caissons. Le parcours des gaz se fait exclusivement dans le faisceau tubulaire et les courants sont dirigés par des chicanes et une cloison, comme l’indique le dessin.
  - La séparation en deux parties de ce système de chaudière répond à des convenances commerciales, car elle permet de transporter, entièrement rivées, les chaudières de grandes dimensions, sans qu’elles sortent des gabarits des chemins de fer. Il ne reste qu’à boulonner les deux parties sur place. Nous devons néanmoins faire remarquer combien sont délicats les joints dans de pareilles dimensions.
  - Les caissons des chaudières Steinmueller sont terminés dans le haut par des parois horizontales. Il y a donc en cet endroit formation de poches de vapeur importantes de chaque côté de la tubulure de dégagement, ce qui constitue un grave inconvénient.
  - Le dispositif placé dans le corps principal est présenté comme ayant une importance telle qu’il semble que c'est seulement grâce à lui que la chaudière multitubulaire peut exister. « Les défauts inhérents au principe même de ce genre de chaudières, disent les « constructeurs, ont démontré avec le temps l’impossibilité d’établir, jusqu’à ce jour, un « bon générateur multitubulaire. »
  - Voici en quoi consiste le dispositif en question, et comment est expliqué son fonctionnement :
  - Au-dessus du débouché de la lame d’eau avant (fig. 27) est placée une caisse qui a pour objet d’isoler le flux montant de la masse d’eau du corps supérieur. Cette caisse est prolongée jusqu’au-dessus du plan d’eau et se continue par un conduit rectangulaire longitudinal, ouvert et percé d’ouvertures sur la paroi inférieure. Dans le bas de la caisse, est inséréym tube qui se dirige vers l’arrière et s’arrête au ras de la tubulure de retour d’eau.
  - Au début de la chauffe, les courants de convection montent dans la caisse, et celle-ci une fois remplie d’eau plus chaude que l’eau du réservoir, se déversent dans la masse liquide du corps principal par le tuyau auxilaire, établissant ainsi un mouvement qui tend à uniformiser la température de toute l’eau. Lorsque l’ébullition se produit, les courants
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  - iblissent avec grande vigueur, Le mélange d’eau et de vapeur se précipite
  - dfc^'
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  - ns la caisse; une partie de l’eau se sépare et reflue immédiatement vers "biliaire. La vapeur avec le reste de l’eau montent dans le couloir
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  - longitudinal, et se dirigent vers l’arrière; la vapeur se sépare en cours de route, et l’eau, retombe par les ouvertures ménagées dans la paroi inférieure du couloir.
  - D’après les constructeurs, cet agencement produit les effets suivants : 1° établissement d’une circulation d’eau continue et très énergique; 2° séparation complète de la vapeur et de l’eau, et par suite suppression de toute trace d’humidité dans la vapeur.
  - En examinant un dispositif presque analogue, qui se trouve placé dans la chaudière Mathot (n° 6), nous avons montré que son influence sur la qualité de la vapeur était nulle. Du reste, le tube Crampton pour la prise de vapeur, situé dans le corps principal des chaudières Steinmueller, indique bien qu’on doit recourir à d’autres artifices pour débarrasser la vapeur de l’eau qu’elle tient en suspension.
  - Gomme appareil de circulation, l’arrangement choisi nous paraît devoir produire le contraire de l’effet cherché.
  - L’eau et la vapeur qui se trouvent dans la caisse ne peuvent pas se séparer aussi facilement qu’on l’a supposé; c’est à la surface libre seulement que la vapeur se libère. Si donc il y avait par le tube du bas de la caisse un courant vers l’arrière, ce courant d’eau entraînerait avec lui une proportion de vapeur à peu près égale à celle du mélange dans la caisse. Cette vapeur serait amenée directement dans le retour, avec toutes les conséquences que l’on connaît.
  - Si l’on considère attentivement ce dispositif et la répartition des pressions, on verra que la charge de l’eau du réservoir, qui s’exerce à l’extrémité du tube, produira un mouvement en sens inverse. L’eau du corps principal pénétrera par le tube dans la caisse, et sera élevée dans le couloir. Il s’établira donc une circulation-locale de l’eau du réservoir, au détriment de la circulation générale. L’effet de cet apjaareil nous paraît donc être également l’opposé de celui qu’on recherche.
  - La circulation de l’eau dans les chaudières Steinmueller, loin d’être très énergique, est à notre avis insuffisante. Cette manière de voir est confirmée par des expériences faites par les constructeurs eux-mêmes, et dont ils présentent les résultats comme preuve concluante de la circulation très active qu’ils invoquent en faveur de leur système.
  - Voici comment ils ont procédé pour mesurer l'importance de la circulation.
  - Le réservoir d’une chaudière a été séparé du faisceau tubulaire, et on a placé dans le retour une hélice actionnant un compteur de tours. Les deux brides de raccordement étaient obturées, et sur celle d’arrière était monté un robinet de vidange. Le réservoir étant rempli à la hauteur normale, on a ouvert la vidange, tout en faisant arriver dans le réservoir assez d’eau pour que le niveau demeurât constant. On a déterminé le débit d’eau pour un nombre de tours donné, en pesant le liquide écoulé. Le réservoir a été ensuite replacé sur son faisceau tubulaire avec l’hélice dans le retour, et on a chauffé l’appareil, en mesurant la quantité de vapeur produite et le nombre de tours de l’hélice. Les chiffres communiqués sont les suivants :
  - Surface de chauffe............. 20 mètres carrés.
  - Production de vapeur par heure..... 400 kilogrammes.
  - Eau passant par le retour........... 152 à 168 kilogrammes par minute.
  - Prenons le chiffre le plus élevé. Le poids d’eau passant par le retour en une seconde, était de -^^- = 2,8 kilogrammes.
  - La production de vapeur en une seconde, était de o = 0,111 kilogrammes.
  - La pression de marche n’est pas indiquée ; admettons les pressions de 6 kilogrammes
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  - et de il kilogrammes. Les volumes de vapeur correspondants pour la production d’une seconde, sont de 35 litres et 20 litres, contre 2 1., 8 d’eau en circulation.
  - On sait, qu’avec un volume de vapeur donné, on peut mettre en mouvement un volume d’eau égal. Les 2 lit. 8 d’eau de circulation mesurés, donnent une très faible circulation, puisque, si la pression de régime était de 6 kilog. on pourrait faire circuler 35 litres par seconde, et 20 litres si la pression était de il kilog.
  - On se rendra bien compte de l’insuffisance de cette circulation en calculant les proportions du mélange. Dans le premier cas la vapeur, occuperait 93 p. 100 du volume d’ensemble et dans le second cas 90 p. 100.
  - Ce sont des proportions dangereuses, et, si l’on tient compte que la production n’est pas uniforme dans le faisceau, les tubes de coup de feu produisant à eux seuls en volume environ les trois quarts du volume total de vapeur, il est clair que l’arrivée de l’eau dans ces tubes est presque nulle, et que la production pulsatoire doit s’y établir infailliblement.
  - A notre avis, le dispositif de circulation de la maison Steinmuller n’a aucune influence sur le mouvement de l’eau ; il ne doit pas améliorer les résultats économiques de la chaudière.
  - La construction des chaudières exposées est bien soignée dans toutes les parties. Les tampons obturateurs dans les lames d’eau sont à fermeture autoclave sans interposition d’un joint. Les portées des tampons sur la face intérieure des caissons sont fraisées. Les obturateurs circulaires sont introduits par des trous de bras qui sont figurés sur la vue de face de la figure 27. On remarque enfin sur cette vue, de chaque côté du caisson, un certain nombre de petits ouvreaux destinés au passage de la lance de ramonage. Cette lance, droite généralement, est ici au contraire recourbée à angle droit. La partie recourbée est suffisamment longue pour aller jusqu’à l’axe de la chaudière; elle est percée de nombreux petits trous d’insufflation. On introduit la partie recourbée de la lance par les ouvreaux, et on la place parallèlement aux lames d’eau. Il suffit alors de l’enfoncer, pour opérer un ramonage efficace. Ce mode de nettoyage des suies est très bien compris et doit donner en pratique de bons résultats.
  - 12° Alexandre Bary, a Moscou
  - Chaudière à éléments sectionnés (Classe A).
  - La figure 28 reproduit le générateur multibulaire exposé par la maison Bary, lequel rompt la monotonie dans la disposition générale des lames d’eau et du faisceau tubulaire de la plupart des chaudières étrangères.
  - Les tubes vaporisateurs sont réunis par groupes de 19, et sont assemblés sur des tambours. La réunion de deux groupes superposés à un corps cylindrique constitue un élément de la chaudière. Celle-ci est formée par la juxtaposition de deux éléments réunis par un collecteur de vapeur transversal et par un collecteur de vidange dans le bas, à l’arrière.
  - Les différentes parties des éléments sont réunies entre elles et au réservoir commun, au moyen d’un joint boulonné. On obtient ce joint en rivant sur les deux parties assemblées des collerettes embouties formant bride intérieure. Les surfaces de contact de ces brides sont dressées, et les boulons sont placés et serrés à l’intérieur même des parties de la chaudière.
  - La chaudière est munie d’un surçhauffeur de vapeur, construit sur le même principe
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - que les groupes tubulaires, et placé transversalement. Le dégagement des produits de la vaporisation se fait par une manchette insérée dans la communication de l’avant, entre le réservoir et le tambour assemblé avec lui. Cette manchette se prolonge jusqu au-dessus du plan d’eau où elle se termine par un coude brusque, raccordé à une rigole d’écoulement.
  - L’ensemble des petits faisceaux tubulaires est séparé en deux chambres par une cloison transversale. Les produits de la combustion s’élèvent dans la chambre d’avant, et plongent vers la sortie dans la chambre d’arrière; la surface de chauffe n'est ainsi léchée par les gaz qu’en deux parcours seulement.
  - Les fonds extérieurs des tambours sont amovibles, pour permettre l’accès des tubes. L’amovibilité est obtenue de la façon suivante : on rive un cercle avec deux surépaisseurs, diamétralement opposées, sur le bord de la paroi du tambour. Le fond est embouti,
  - Fig. 28. — Chaudière Bary.
  - avec deux méplats correspondants aux surépaisseurs du cercle ci-dessus. On introduit ce fond comme un tampon de trou d’homme ordinaire, et l’extrémité du bord tombé vient s’appliquer contre le cercle rivé. Le serrage est obtenu sur une contreplaqué extérieure, par des boulons à œillets fixés sur le fond.
  - Les éléments de la chaudière communiquent entre eux, en dessous du plan d’eau seulement, par le collecteur transversal du bas à l’arrière. Nous avons expliqué au n° 2 les inconvénients de cette disposition, contraire à la bonne marche du service d’alimentation.
  - Le grand volume des tambours est un obstacle additionnel au mouvement de l’eau. Les bulles de vapeur peuvent s’y élever librement, sans exercer aucune action sur la répartition des charges. La hauteur de la manchette, depuis le plan d’eau, peut seulement être utilisée pour la circulation; mais son effet sera peu important, eu égard au diamètre restreint des réservoirs, et se fera surtout sentir sur le groupe de tubes supérieurs, qui en a le moins besoin. La grosse production de vapeur des tubes de coup de feu viendra s’accumuler en ballons sous le joint de communication des deux tambours, en obstruant ce passage. A chaque dégagement de vapeur, il y aura, par cette même ouverture, chute d’eau, et refoulement vers le bas. C’est un phénomène que l’on observe facilement sur les appareils de laboratoire ayant une disposition analogue. Les groupes tubulaires inférieurs ne seront pas intéressés dans la circulation générale. La quantité d’eau
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  - qui sera appelée par le retour, se bornera au remplacement de l’eau vaporisée, et les mouvements qui se produiront dans ces sections d’éléments seront purement locaux.
  - La distribution des gaz en deux parcours à très grandes sections de passage ne nous paraît pas favorable à une bonne utilisation. Pour bien dépouiller les gaz chauds, il faut de grandes surfaces refroidissantes ; il faut surtout laisser le plus longtemps possible les gaz en contact avec ces surfaces. Dans les grandes sections, il se produit des veines de passage, et les gaz ne se répartissent pas uniformément. Leur vitesse n’est pas fonction de la section. Il y a toujours grand intérêt, pour la bonne utilisation, à multiplier les parcours, sans toutefois créer de trop grandes résistances au mouvement des gaz.
  - Le surchaufîeur de vapeur est mal placé; sa surface sera mal utilisée, et son effet très faible.
  - La construction de la maison Bary est très bonne; son système de chaudière ne serait du reste pas possible sans une exécution minutieusement soignée, jusque dans les moindres détails.
  - 13° Société de Établissements W. Fitzner et K. Gamper, a Sielce (Pologne russe).
  - Chaudières à lames d'eau avec retour indépendant et circulation artificielle (Classe A).
  - Ainsi que le montre la figure 29, ce système de chaudière diffère, dans ses grandes lignes, des chaudières à lames d’eau ordinaires, par le retour d’eau indépendant placé à l’arrière. Ce retour part du corps cylindrique et aboutit à un petit réservoir longitudinal
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  - Fig. 29.
  - sur lequel est rivé le caisson formant la lame d’eau arrière. Le caisson avant est rivé sur le corps cylindrique ; au-dessus du débouché de ce caisson, est adapté un émulseur Dubiau.
  - Cet appareil se compose d’une cloche étanche fixée au corps cylindrique, et sur le fond de laquelle sont placés un certain nombre de faisceaux tubulaires jointifs sur ce
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - fond. Les tubes des faisceaux pénètrent tous d’une quantité égale dans la cloche, et se prolongent à une faible hauteur au-dessus du plan d’eau normal de la chaudière.
  - Le faisceau tubulaire vaporisateur est divisé en deux parties inégales par une cloison transversale placée vers l’arrière. La partie en avant de cette cloison porte des chicanes directrices pour les gaz sur la deuxième rangée du bas et sur la plus haute rangée des tubes, comme cela est représenté à la figure. Derrière l’autel, au droit de la chicane inférieure, se trouve une voûte transversale, formant barrage, sous les deux rangées inférieures de tubes. Les gaz du foyer, après avoir chauffé la partie antérieure des tubes de coup de feu, passent au-dessus de l’autel, et sont infléchis par la voûte de barrage dans la chambre de combustion située après le foyer; là les gaz se brassent en achevant leur combustion. Cette disposition est bonne, car on sait que les flammes s’éteignent en pénétrant dans un faisceau compact de tubes ; c’est la raison pour laquelle les générateurs multitubul'aires produisent, en général, beaucoup plus de fumée que les autres genres de générateurs. Les gaz brûlés pénètrent ensuite dans le faisceau tubulaire qu’ils parcourent de l’arrière à l’avant, viennent lécher le corps supérieur, et passent à la sortie par un dernier parcours, plongeant entre la cloison séparatrice et la lame d’eau arrière.
  - La circulation artificielle dé l’eau est provoquée par le procédé Dubiau, dont voici le fonctionnement.
  - La vapeur produite dans les tubes se dégage dans la lame d’eau avant, monte dans la cloche, où elle ne trouve pas d’issue, et où elle s’accumule à la partie supérieure, en établissant un coussin de vapeur. Il se crée ainsi dans cette cloche un plan d’eau auxiliaire, qui baisse au fur et à mesure de l’arrivée de la vapeur, jusqu’au moment où ce niveau vient affleurer l’extrémité des tubes qui pénètrent dans la cloche. A ce moment, la vapeur trouve une issue et s’élance à travers les tubes dans l’espace de vapeur principal. Il se produit alors dans la cloche une dépression sous l’effet de laquelle toute l’eau de la chaudière se met en mouvement. L’eau et la vapeur qui affluent sont élevés par l’émulseur Dubiau et sont lancés dans le réservoir principal de vapeur. La vapeur se sépare et l’eau retombe dans la masse d’où elle revient, par le retour, sous la cloche, après avoir lavé les surfaces de chauffe. Pour assurer le balayage énergique des tubes de coup de feu, lesquels produisent à eux seuls l’énorme quantité de vapeur que Pon sait, on a placé un écran dans la lame d’eau arrière, au-dessus de ces tubes. Cet écran diminue, dans une certaine proportion, le passage pour l’eau appelée dans les tubes supérieurs du faisceau, et force ainsi le surplus à passer exclusivement par les tubes de coup de feu.
  - Tant qu’il y a production de vapeur, l’émulseur Dubiau fonctionne comme une pompe, aspirant l’eau dans la cloche pour la déverser au plan d’eau normal ; il est entièrement à l’abri de l’influence thermique du foyer, et réunit les conditions indiquées par la théorie pour assurer une circulation d’eau puissante et continue.
  - On a fait sur cet appareil de nombreuses expériences concluantes, et on a acquis la certitude d’avoir avec lui toujours de l’eau, en grande quantité sur les surfaces de chauffe. Sa simplicité en fait un auxiliaire précieux dans la production de la vapeur. Les avantages du système sont précisément ceux que la plupart des constructeurs invoquent pour faire valoir les appareils de circulation qu’ils préconisent : meilleure utilisation de la chaleur, propreté des surfaces de chauffe, accroissement de sécurité. La pratique a aussi révélé que le titre de la vapeur produite par les chaudières munies de l’émulseur Dubiau était meilleur que celui qu’on obtient avec les chaudières ordinaires. Le raisonnement indique bien qu’il doit en être ainsi, puisque les bulles crèvent dans l’espace de vapeur auxiliaire formé sous la cloche, et les projections d’eau qui s’ensuivent sont retenues par les surfaces métalliques existant de tous côtés; le nombre de bulles qui crèvent dans l’espace supérieur est fort réduit. LAau qui jaillit des tubes et qui retombe, produit encore un effet d essorage au moment même où la vapeur se libère, en la lavant. Cette question
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  - de la meilleure qualité de la vapeur produite avec l’émulseur Dubiau a été mise en évidence par des expériences décisives, que l’on trouvera dans les publications spéciales.
  - En sus de son effet sur le titre de la vapeur, la cloche placée dans le corps supérieur permet d’augmenter la puissance de l’appareil de circulation. Si l’on plaçait les tubes émulseurs directement sur les ouvertures de communication avec la lame d’eau, on aurait pour la section totale de ces tubes une section forcément moindre que la section des passages. Pour un même diamètre des tubes émulseurs, les débits d’eau des appareils dépendent du nombre des tubes, et l’on sait que le maximum de débit d’un tube est rapidement atteint. L’importance de la circulation serait ainsi limitée par le nombre de tubes pouvant être logés dans les passages. La cloche permet au contraire de placer un nombre de tubes beaucoup plus considérable. Par la répartition judicieuse de la vapeur dans ces tubes, on peut les maintenir dans des conditions correspondantes à des points de la courbe de débit des tubes en deçà du maximum. On pourra par cet artifice mettre en mouvement la quantité maxima d’eau pouvant circuler dans la chaudière, et suppléer ainsi à l’insuffisance de la section de dégagement. Des expériences, très précises, faites en mesurant les volumes d’eau élevés par les différentes dispositions, permettent de calculer exactement les. débits des appareils.
  - La Société Fitzner et Gamper, après de nombreuses expériences faites dans ses usines, a acquis le monopole pour l’exploitation en Russie de l’émulseur Dubiau, et l’a déjà appliqué à un grand nombre de générateurs, toujours avec d’excellents résultats.
  - La chaudière Fitzner et Gamper est supportée par une légère charpente métallique, ce qui décharge les maçonneries du poids du générateur. La devanture est également reliée à cette charpente. La chaudière peut être entièrement montée avant d’élever les maçonneries ; et celles-ci peuvent être démolies pour les réparations, sans qu’on touche au générateur. Ces avantages pratiques ne sont pas négligeables.
  - Les trous de tampons sont fermés par des bouchons cônes autoclaves, faisant joint, métal sur métal, sans interposition de matières étrangères.
  - Les caissons formant lame d’eau sont en tôles d’acier, embouties et soudées. Ce travail de soudure est absolument supérieur, et nous y reviendrons plus en détail en décrivant la chaudière à foyers intérieurs exposée par cette même maison.
  - Une des chaudières exposées n’était pas en feu, et était complétée par un surchauffeur de vapeur, placé sous le faisceau tubulaire. Ce surchaaffeur est du système Héring. Il se compose de deux petits collecteurs réunis par des tubes en acier de petit diamètre, ayant une très forte épaisseur, et repliés en serpentins. Le surchauffeur peut être isolé de la conduite de vapeur par un jeu de valves, et du courant des gaz par une manœuvre de registres. La forte épaisseur des tubes permet de ne pas remplir d’eau le surchauffeur pendant la mise en pression, ce qui prévient la formation de dépôts dans cet appareil. Les serpentins élémentaires sont amovibles, et peuvent être remplacés, sans interrompre la marché de la chaudière.
  - La construction de la chaudière est de tout premier ordre, irréprochable jusque dans les détails les plus insignifiants. On peut dire que les travaux de chaudronnerie présentés par cette Société étaient les plus parfaits de l’Exposition, et nous avons eu l’occasion de les entendre louer par plusieurs concurrents, ce qui est assez rare, surtout parmi les chaudronniers.
  - Le jury a attribué un grand prix à la Société Fitzner et Gamper, malgré sa fondation récente. Elle exposait pour la première fois en France.
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  - CHAPITRE IV
  - Chaudières multi tubulaire s à circuit composé simple et retour intérieur aux tubes vaporisateurs.
  - 1° J O AN NY JOYA, A GRENOBLE (ISÈRE).
  - • Chaudière à collecteurs et retour intérieur (Classe B).
  - L’ensemble du générateur exposé par M. Joya est donné par la figure 30. Les tubes vaporisateurs sont insérés par doubles rangées verticales sur des collecteurs cloisonnés. Leurs extrémités libres, obturées par des bouchons, traversent une plaque d’écartement
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  - Fig. 30.
  - placée à l’arrière. Un peu en avant de cette plaque se trouve une cloison transversale, qui sépare en deux chambres inégales le massif de la chaudière. Chaque tube vaporisateur reçoit un tube intérieur, qui part de la cloison séparatrice du collecteur, et se prolonge jusqu à un peu en avant de l’extrémité du tube vaporisateur. Les ouvertures dans le cloisonnement sont suffisamment grandes pour permettre le passage des tubes vaporisateurs. Les petits tubes intérieurs de retour sont terminés par des entonnoirs qui obturent l’excé-
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  - dent des ouvertures du cloisonnement. La cloison séparatrice des collecteurs s'arrête aune certaine distance au-dessus de la partie inférieure du collecteur. Le corps supérieur est en forme de T ; la partie transversale est placée sur l’avant, au-dessus des collecteurs, dont la réunion a lieu par l’intermédiaire de bagues circulaires. Au-dessus de ces communications, il existe des manchettes de dégagement qui s’arrêtent vers le plan d’eau normal. Un côté de ces manchettes, passe par la bague de communication, qui se trouve ainsi partagée en deux compartiments, et vient s'adapter à la cloison du collecteur.
  - Les produits de la combustion s’élèvent à travers le faisceau tubulaire, vont lécher le corps supérieur, et plongent derrière la cloison séparatrice vers la sortie, repassant par la partie arrière des tubes.
  - Les collecteurs sont réunis à l’avant par des coudes établissant une communication pour la vidange.
  - Un inconvénient commun à toutes les chaudières de cette classe est l’impossibilité de vidanger les tubes par les moyens ordinaires. Les tubes restent toujours plein d’eau. Le mode de fermeture de l’extrémité basse des tubes ne résout pas cette difficulté. Les tampons à fermeture extérieure offrant le danger de leur projection, la maison Jova a adopté un tampon cône, à fermeture autoclave, qui vient faire joint sur une bague cône soudée au bout du tube. Ce tampon ne peut être introduit que par l’autre extrémité du tube. Il faut le décoller pour vidanger le contenu de chaque tube. L’eau se répand alors dans la chaufferie et dans les carneaux de fumée.
  - Le tampon autoclave du bout est un obstacle à la visite des tubes vaporisateurs. Pour cette visite, il faut enlever les tubes intérieurs, et retirer ensuite les tampons. L’impossibilité de la visite intérieure sans démontage important, est un défaut commun â toutes les chaudières à tube de retour intérieur. Elle n’existe pas dans les chaudières de a classe A, sauf de rares exceptions; par exemple, dans la chaudière Pétry-Dereux. Il suffit, dans ces générateurs, après leur vidange, qui est toujours totale, d’enlever les tampons obturateurs sur les éléments ou les caissons de lames d’eau, pour pouvoir inspecter les surfaces de vaporisation. Il faut même reconnaître que ce sont ces chaudières qui offrent le plus de facilité pour l’inspection intérieure des parties soumises au feu, et pour les nettoyages intérieurs.
  - Les détails de construction des collecteurs et leur mode d’assemblage avec le corps supérieur créent, dans la chaudière Jova, toute une série d’obstacles à la circulation naturelle de l’eau. Les manchettes placées dans le corps supérieur sont de nul effet; il suffit, pour s’en convaincre, de considérer l’exiguïté de la demi-bague d’assemblage qui doit donner passage au flux montant d’eau et de vapeur. C’est là un empêchement majeur, Les entonnoirs des tubes intérieurs de retour viennent diminuer considérablement le passage libre de la partie arrière du collecteur. Enfin, le cloisonnement du collecteur, qui ne descend pas jusqu’en bas, établit un court-circuit entre les deux lames ; le peu d’eau qui peut passer avec la vapeur par la demi-bague d’assemblage, viendra directement par le bas du collecteur, plutôt que de suivre le chemin de grande résistance des tubes intérieurs et de l’espace annulaire de vaporisation. On peut dire que, même à une allure très réduite, le régime de la chaudière Joya, en tant que circulation d’eau, sera probablement pulsatoire.
  - L’alimentation de la chaudière se fait à l’arrière du corps supérieur, dans un compartiment étanche, formé par une cloison transversale rivée sur le corps. Un tube de prise d’eau est inséré sur la cloison séparatrice, et vient se raccorder à un petit collecteur de distribution, placé en avant des manchettes de dégagement. Ce collecteur porte des orifices en regard de chacune des bagues de raccordement. Le but de ce dispositif est de ménager à l’arrière du réservoir un bac de décantation, et d’amener directement aux communications de retour l’eau d’alimentation plus froide et purifiée.
  - Pour que cet écoulement puisse se produire, il faut que la charge d’eau qui s’exerce La Mècan. à VExpos. — N° 2. -5
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  - LA MECANIQUE A L’EXPOSITION
  - à l’ouverture des orifices de distribution soit inférieure à celle qui s’exerce par le tuyau et qui dépend de la hauteur de l’eau dans le compartiment arrière. Si cette différence de charge existe par suite d’un niveau plus bas dans le réservoir que dans le compartiment arrière, l’écoulement par le collecteur de distribution aura surtout pour effet de rétablir l’équilibre des niveaux entre les deux parties du réservoir. Si la différence de charge n’existe pas, l’eau d’alimentation se déversera par dessus la cloison. Le cantonnement des dépôts serait certainement plus efficace sans le tuyau de distribution, lequel doit en somme s’obstruer rapidement.
  - La construction de la chaudière est bonne ; l’aspect extérieur est satisfaisant.
  - 2° A. Montupet, a Paris.
  - Chaudières à lame d'eau et retour intérieur (Classe B).
  - M. Montupet expose deux types de chaudières multitubulaires de son système : le type terrestre, et le type marine.
  - La chaudière terrestre, dont la figure 31 donne une vue d’ensemble extérieure, se
  - Fig. 31.
  - compose d’une’jlame d’eau rivée sur le corps cylindrique. La lame d’eau est cloisonnée dans toute sa hauteur. Les tubes vaporisateurs très longs, disposés en quinconce, sont insérés sur la cloison médiane et sur la face arrière du caisson, et portent les tubes intérieurs de retour.
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  - Nous donnons plus loin le détail de cette construction. Le faisceau tubulaire est séparé en trois compartiments par des cloisons transversales; ces compartiments sont parcourus successivement par les gaz chauds du foyer.
  - Toutes les chaudières de la classe B ont, en général, des tubes très courts, ne dépassant guère la longueur de la grille et de l’autel. C’est une nécessité à cause des résistances importantes créées par le tube intérieur et l’espace annulaire. Avec des tubes longs, ces résistances deviennent considérables. M. Montupet atténue en partie ces effets, en donnant une forte inclinaison aux tubes.
  - La figure 32 montre le détail d’un tube vaporisateur et son mode d’insertion dans la lame d’eau. Le tube vaporisateur porte deux bagues soudées. La bague placée à l’extrémité du tube est cylindrique ; elle vient obturer le trou de passage qui est ménagé dans
  - la cloison intermédiaire en face de chaque tube. L’autre bague, sur la partie qui s’adapte au trou dans la paroi postérieure du caisson, est tournée légèrement cône, ainsi que le trou. On obtient de la sorte un joint étanche par le simple contact des deux surfaces métalliques. Pour décoller ces joints, on enduit les surfaces d’un corps gras en couche très mince. On voit que la pression intérieure qui s’exerce sur le culot du tube tend à appliquer les surfaces du joint l’une contre l’autre, et à maintenir son étanchéité.
  - Le tube vaporisateur est fermé au bout par une rondelle où se loge un bouchon fileté. L’enlèvement de tous ces bouchons est nécessaire pour la vidange du faisceau vaporisateur.
  - Les tubes intérieurs de retour sont montés sur un entonnoir de raccordement qui vient se loger dans le tube vaporisateur ; le tube intérieur est maintenu dans l’axe du tube extérieur par un collier à pattes. Cette dernière disposition n’est pas recommandable, car ces surfaces métalliques qui se projettent ainsi dans l’espace annulaire de vaporisation sont l’origine d’amas de tartre, et peuvent amener rapidement l’obstruction des tubes par les dépôts. De plus, les pattes d’écartement ne peuvent être suffisamment ajustées ; elles doivent même avoir un certain jeu. Les vibrations continues du tube, en faisant marteler ces plaques toujours au même endroit, peuvent y produire des usures importantes de la surface de chauffe. Le cas a déjà été vérifié dans d’autres circonstances analogues, et l’on verra plus loin que plusieurs constructeurs ont mieux résolu l’obligation de maintenir dans l’axe les tubes intérieurs, lorsque les tubes vaporisateurs sont inclinés. Nous pensons que l’exposant écoutera notre critique, car nous reconnaissons à M. Montupet le mérite de ne pas s’hypnotiser dans son œuvre primitive. La grande variété de types de chaudières qu’il a établis, leurs transformations successives et fréquentes,
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  - prouvent que lorsqu’il juge qu’une disposition nouvelle ou préconisée ailleurs est avantageuse, il n’hésite pas à en adopter le principe en variant plus ou moins le dispositif initial.
  - La partie du tube vaporisateur située entre la cloison séparatrice et la face arrière du caisson est percée de quelques orifices circulaires pour le dégagement de la vapeur. Cette disposition est une gêne additionnelle au mouvement des fluides.
  - Les trous sur la face avant des caissons en regard de chaque tube sont fermés par des obturateurs autoclaves faisant joint au moyen d’une rondelle interposée.
  - La chaudière type marine, du même constructeur, est représentée à la figure 33. La disposition de principe est la même que dans la chaudière terrestre, sauf que les tubes vaporisateurs sont courts, et que le ballon supérieur est transversal.
  - OAOO O OÆOOWO
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  - Fig. 33. — Chaudière marine Montupet.
  - La chaudière est, en outre, munie d’un réchauffeur d’eau d’alimentation,
  - Les produits de la combustion s’élèvent directement à travers le faisceau tubulaire, où ils sont chicanés, comme on le voit sur la coupe transversale de la figure 33, par des petits tubes en fer, posés sur les tubes vaporisateurs, obstruant sur une partie de la longueur les passages entre les tubes. Après avoir chauffé le faisceau tubulaire^ les gaz passent par le réchauffeur, et se rendent à la cheminée d’appel.
  - La cloison séparatrice de la lame d’eau se prolonge dans le corps supérieur, pour mieux isoler du retour le dégagement de la vapeur.
  - Le dôme de prise de vapeur contient un système de chicanes dans le but de séparer la vapeur de l’eau en suspension qu’elle charrie. Nous avons discuté des dispositifs analogues, et nous avons montré combien ils sont aléatoires. Mais la position du dôme et de la prise de vapeur immédiatement au-dessus des dégagements violents qui se produisent
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  - dans le ballon font que le système de chicanes adopté empêche les projections de masses importantes d’eau d’arriver à la prise de vapeur et de passer de là aux conduites. Il ne faut pas confondre ces projections d’eau avec le phénomène auquel on a donné le nom d’entraînement.
  - Le réchaufteur d’eau d’alimentation est constitué par une série de tubes réunis alternativement par des coudes et formant ainsi un serpentin continu. L’addition de ce réchauffeur améliore un peu le rendement de la chaudière; son effet est limité par le mode de chauffage qui n’est pas méthodique, supprimant ainsi une des conditions nécessaires pour tirer le meilleur parti des réchauffeurs. Cette condition du chauffage méthodique s’impose, parce que la transmission de la chaleur des gaz à des températures relativement basses est très lente. Chacun sait qu’on la facilite en maintenant le plus grand écart possible entre la température des surfaces d’absorption et celle des gaz. L’eau la plus chaude doit passer par la zone de plus haute température des gaz, et l’eau la plus froide pénétrer là où les gaz quittent le réchauffeur.
  - Pour réaliser cette condition dans un réchauffeur composé de tubes placés horizontalement, et parcouru de bas en haut par les gaz, il faut naturellement que l’eau parcoure le réchauffeur de haut en bas. Mais cette direction de l’eau présente un inconvénient capital qui la fait rejeter. Pendant l’arrêt de l’alimentation, il y a production de vapeur dans le réchauffeur. Cette production a lieu même pendant l’alimentation si les gaz arrivent au réchauffeur à une température assez élevée, comme c’est le cas pour les chaudières multi-tubulaires marines, dont la surface de chauffe restreinte est léchée par les gaz en un seul parcours direct. Cette production de vapeur dans le réchauffeur occasionne des troubles dans l’alimentation en vidant une partie du contenu du réchauffeur dans la chaudière, la position horizontale des tubes ne permettant pas l’accumulation de la vapeur en un endroit déterminé, et son passage à la chaudière. Les tubes les plus chauffés sont ainsi mis à sec, des pistons de vapeur se forment dans les autres, et lorsque l’eau froide d’alimentation pénètre, dans le réchauffeur elle y occasionne des coups de bélier qui détériorent l’appareil. Nous verrons au chapitre suivant comment cette question du réchauffeur a été traitée par un autre exposant, pour supprimer ces effets de la production de la vapeur.
  - Dans les cas analogues à celui de la chaudière Montupet, on est obligé de faire pénétrer l’eau froide dans le bas du réchauffeur. L’eau la plus chaude se trouve dans le haut, en contact avec les gaz à plus basse température. L’absorption de chaleur diminue, et la production de vapeur est, pour ainsi dire insignifiante; celle qui est engendrée tend à s’élever avec l’eau animée d’un mouvement dans la même direction, et ne se cantonne plus aussi facilement. Mais l’effet utile du réchauffeur est beaucoup diminué.
  - Pour améliorer ces conditions, M. Montupet a séparé son réchauffeur en deux sections formant deux serpentins juxtaposés, comme cela est indiqué par les boîtes de connexion représentées sur la coupe longitudinale de la figure 33. L’eau pénètre par le bas du serpentin d’arrière; après l’avoir parcouru, elle revient dans le bas du serpentin d’avant, et passe du haut de ce serpentin à la chaudière. Comparé à la disposition en serpentin unique, ce dédoublement aura pour conséquence de faire absorber une plus grande quantité de chaleur dans la partie arrière et une plus petite quantité dans la partie avant. La somme de ces quantités peut être égale, supérieure ou inférieure à la quantité de chaleur qu’absorberait le serpentin unique. Pour pouvoir la déterminer, il faudrait faire des expériences précises et très délicates. Mais le dédoublement du serpentin a un effet certain : il y aura, à la sortie du réchauffeur, deux colonnes de gaz à des températures notablement différentes. Le mélange de ces deux colonnes dans la cheminée, et dans les parcours horizontaux si la plus chaude se trouve en bas, produira des remous dans la veine gazeuse. Ces remous diminueront le tirage, et nuiront, par là, au rendement de la chaudière.
  - La figure 34 montre le détail de montage des tubes vaporisateurs et des tampons de
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  - fermeture. Au lieu des orifices de dégagement existant sur la chaudière terrestre, nous voyons ici que le tube vaporisateur porte deux larges ouvertures pour la sortie des produits de la vaporisation dans le tube. On remarquera; en outre, le dispositif de sûreté employé pour empêcher la projection du tube intérieur de retour sous l’effort produit par le dégagement violent de la vapeur.
  - Les trous de la face avant du caisson, en regard des tubes, sont écbancrés en demi-cercles sur un diamètre, pour permettre le passage du tampon obturateur, dont la forme
  - Fig. 34. — Chaudière marine Montupet.
  - Détail du montage des tubes vaporisateur et d’un tampon.
  - épouse le contour du trou. Cela revient à avoir le trou et l’autoclave ovales; seule une ques tion d’outillage a dû motiver le contour figuré sur le dessin.
  - La construction de M. Montupet ne donne lieu à aucune observation ; nous pouvons néanmoins la classer parmi les bonnes constructions de la section française.
  - 3° J. et A. Niclausse, a Paris.
  - Chaudières à éléments et retours intérieurs (Classe B).
  - Les appareils exposés par la maison Niclausse sont nombreux. Les uns sont répartis dans les différentes classes, les autres constitue deux groupes importants en service dans les usines La Bourdonnais et Suffren. L’ensemble forme une très importante exposition de chaudières. Tous les appareils exposés sont du système représenté à la figure 35, employé comme type terrestre aussi bien que comme type marine, avec seulement quelques adjonctions ou modifications accessoires.
  - Les tubes vaporisateurs sont disposés en quinconce groupés en double rangées verti-
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  - cales contiguës, et insérés sur des collecteurs en acier fondu ondulés et cloisonnés intérieurement. Ces collecteurs se raccordent au ballon supérieur, placé transversalement, par des joints à bague biconique. Au-dessus du débouché de chaque collecteur, est placé, dans le réservoir, une manchette pour la séparation des courants; cette manchette se prolonge dans la bague de communication, qu’elle divise en deux compartiments, et aboutit à la cloison séparatrice du collecteur.
  - Les gaz chauds du foyer s’élèvent à travers le faisceau tubulaire en un seul parcours,
  - et leur trajet trop direct est chicané au moyen de petits tubes posés sur une rangée intermédiaire et sur la dernière rangée des tubes vaporisateurs.
  - La figure 36 montre comment les tubes vaporisateurs sont établis, d’après les plans et les documents que les constructeurs ont eu l’obligeance de nous communiquer.
  - Le tube vaporisateur, fileté à l’intérieur, porte une bague soudée, tournée cône à 1 extérieur. Il reçoit une pièce en acier coulé, appelée lanterne, qui est en quelque sorte le prolongement du tube. Cette lanterne porte une cloison médiane, percée au centre d’un orifice, et se termine par un bouchon également percé d’un orifice central. La lanterne traverse ainsi tout le collecteur dans le sens de sa profondeur. Les trous de passage sur la face arrière, sur le cloisonnement et sur la face avant du collecteur ont des diamètres qui vont en augmentant légèrement pour permettre l’introduc tion du tube et de sa lanterne. Le bouchon de la lanterne est tourné cône, et les orifices sur les deux faces des collecteurs sont alésés cône. On obtient ainsi simultanément le joint du tube sur la paroi arrière du collecteur et celui du bouchon de la lanterne sur la face avant de ce même
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  - collecteur. La fixation de deux tubes voisins, après montage, se fait au moyen d’un prisonnier intermédiaire, par un écrou et un étrier à cheval sur les deux lanternes. L’étrier repose sur un tampon creux vissé dans l’ouverture centrale du bouchon de la lanterne. Ce tampon fait partie d’un lanterneau en acier coulé qui va jusqu’à la cloison intermédiaire de la lanterne, où il fait joint sur l’ouverture centrale de cette cloison; cette dernière vient à son tour boucher approximativement le trou de passage dans le cloisonnement du collecteur. Le tube intérieur de retour est rivé au lanterneau, et, à l’autre extrémité, il se termine par un support qui s’insère dans le bout rétréci du tube vaporisateur. Le tube de retour est ainsi maintenu dans l’axe du tube vaporisateur sans toucher en aucun point les parois chauffées, et la section annulaire de vaporisation reste libre sur toute la longueur. Le bout rétréci du tube extérieur est fermé par un petit chapeau fileté, lequel porte dans un trou de la cloison d’écartement situé à l’arrière du faisceau.
  - Par l’ensemble de ce mode de construction on obtient de grandes facilités pour l’amovibilité des tubes. Il suffit, après démontage du tube intérieur, d’exercer avec un outil spécial une traction sur le tube, pour décoller les deux joints cônes sur les faces des collecteurs ; il est alors très facile de retirer ce tube pour le visiter, le nettoyer et le poser à nouveau, ou le remplacer par un autre. Pour la vidange des tubes il faut les démon-
  - Fig. 36. — Chaudières Niclausse. Détail d’un élément.
  - ter ou défaire les chapeaux du bout, et pour le nettoyage intérieur on retire aussi les tubes de retour. Pour faciliter l’amovibilité de deux parties qui sont vissées, on donne un léger cône aux filetages du chapeau et du lanterneau ; il suffît dès lors d’un faible ébranlement de l’assemblage pour dévisser les pièces.
  - Dans notre Traité des Chaudières à vapeur nous avons critiqué le modèle de lanterne que construisait alors la maison Niclausse; avec le nouveau modèle de lanterne, les points que nous avons critiqués ont été modifiés. Les deux joints sont obtenus : celui d’arrière par le tube, et celui d’avant par la lanterne, et la nouvelle forme évidée du# bouchon permet une légère déformation de la paroi qui est tournée cône. La suppression, sur les lanternes, des oreilles de décollage, et le nouvel outil créé pour le démontage, répondent aussi à une autre de nos critiques.
  - L adaptation d un tube de retour intérieur permet le démontage rapide de la surface de chauffe. C’est un des mérites que font le plus ressortir les constructeurs dont les chaudières possèdent ce dispositif. Les principales modifications apportées par la maison Niclausse dans sa construction ont eu pour objet l’amovibilité des tubes, et son appareil est le plus perfectionné à cet égard.
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  - Il faut cependant faire observer qu’en général ces facilités de démontage dans les chaudières multitubulaires, répondent à l’objet du remplacement rapide des tubes avariés, et aux nécessités du nettoyage intérieur pour les appareils de la classe B ; ce sont donc en réalité des palliatifs contre le rafraîchissement parfois insuffisant des surfaces de chauffe, et la complication du système qui ne permet pas l’accès immédiat des surfaces de vaporisation. Dans une chaudière dont les tubes ne s’avarieraient pas, ayant une circulation d’eau toujours suffisante pour chasser la plus grande partie des dépôts dans le corps supérieur, il importerait peu que les tubes fussent plus ou moins démontables.
  - Dans la partie arrière, la lanterne du tube vaporisateur porte deux échancrures pour le dégagement de la vapeur; il y a aussi deux échancrures dans la partie avant de cette lanterne pour permettre l’accès de l’eau au tube de retour à travers les fenestrations du lanterneau. La lanterne et le tube de retour dans le conduit du dégagement de la vapeur, la lanterne et le lanterneau dans le conduit du retour de l’eau, créent une série d’obstacles aux mouvements réguliers des fluides, en produisant, comme nous l’avons expliqué, des remous qui risquent de détruire en partie l’effet de la charge disponible pour la circulation.
  - Les chaudières Niclausse ont un corps supérieur de dimension assez restreinte ; par suite, leur volume d’eau est faible, et il faut une attention soutenue de la part du chauffeur, pour maintenir la stabilité de la pression. Pour atténuer l’influence d’une brusque introduction de l’eau en trop grande quantité, toutes les chaudières de l’Exposition sont munies d'un régulateur automatique pour l’alimentation, qui nous semble bien conçu, et dont nous donnons la description au chapitre des accessoires.
  - L’eau d’alimentation est introduite dans une boîte de précipitation fixée sur le réservoir supérieur. Nous avons déjà expliqué que les dimensions fort restreintes de ce genre d’appareils ne permettent pas la décantation des sels précipités, et que leur emploi n’offre pas d'avantage.
  - Les collecteurs sont réunis à l’avant par un drain, dont l’effet de vidange, comme on le sait, ne se fait sentir que sur les collecteurs eux-mêmes et le coffre à vapeur, les tubes ne pouvant être vidés que chacun séparément par le dévissage de leurs chapeaux obturateurs à l’arrière où leur démontage complet.
  - La construction des appareils Niclausse est très bonne, dans son ensemble aussi bien que dans les détails. Ces appareils sont établis avec tous les soins qu'on réserve d’habitude aux constructions mécaniques; ce qui, d’après ce que nous avons exposé, est une nécessité indispensable pour l’établissement de la surface de chauffe de ce système de chaudières. On peut, il est vrai, critiquer la corniche dont sont affublées les chaudières terrestres. Par contre, en examinant les chaudières marines exposées par le même constructeur, on est frappé du dessin sobre et correct des façades, dont l’aspect est fort élégant.
  - Les dispositions d’ensemble des chaudières marines sont les mêmes que celles des chaudières terrestres.
  - Un des groupes de chaudières exposées a cette particularité, que le réservoir supérieur est commun à deux chaudières contiguës.
  - Les générateurs exposés du type marin ont un dispositif pour le chai ffage dit mixte ; et qui consiste à injecter du pétrole dans le foyer au-dessus du combustible incandescent. Chaque chaudière porte, au-dessus du corps supérieur, un petit réservoir relié à une conduite générale de distribution de pétrole. On emploie, en réalité, du mazout, huile lourde résiduelle de la distillation du pétrole. Le réservoir à mazout est chauffé par un serpentin intérieur, afin de faciliter l’écoulement de l’huile dans une conduite de distribution qui descend de ce réservoir aux appareils d’injection. Ceux-ci sont également raccordés à une conduite amenant de la vapeur qui s’échappe par un jet central, entouré par le jet de
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  - mazout, et par un troisième jet extérieur concentrique. Le mazout est ainsi lancé dans le foyer dans un état de grande division, et les jets de vapeur auxiliaires produisent un brassage énergique pour bien mélanger le mazout aux autres produits de la combustion.
  - La disposition du chauffage mixte n’est pas particulière aux chaudières Niclausse. Elle est employée sur les navires de guerre dans le but de pousser les feux et d augmenter immédiatement, en cas de besoin, la quantité de chaleur développée dans le foyer. Dans son ouvrage sur les Chaudières mannes, M. Bertin, directeur des constructions navales, dit que la combustion du pétrole ne fait pas tort à la combustion de la houille. Au tirage naturel, on fait du chauffage mixte en brûlant par exemple 80 kilogrammes de houille par mètre carré de grille et par heure, auxquels on ajoute 60 kilogrammes de mazout 5 on obtiendrait des effets équivalents à une combustion de 170 kilogrammes de charbon. M. Bertin estime que le chauffage mixte pourrait tenir lieu du tirage forcé, sur lequel il aurait de grands avantages.
  - L’idée qui a conduit à l’emploi du chauffage mixte paraît être la suivante : la combustion de la houille dans les foyers a lieu d’ordinaire avec un excès d’air plus ou moins important. Grâce à la pulvérisation et au brassage énergique, le mazout brûlerait en utilisant cet excès d’air. Cette conception, très souriante au point de vue théorique, ne nous paraît pas réalisable en pratique. En effet, les remous produits par le brassage, le volume de vapeur lancée dans le foyer, les gaz produits par la volatilisation et la combustion du mazout ont pour conséquence immédiate de diminuer la dépression dans le foyer. L’appel d’air au travers de là couche de combustible se trouve réduit d’autant, la combustion de la houille est moins bonne, celle du mazout n’est pas complète. Cette dernière ne pourra être obtenue que s’il y a un excès d’air considérable, soit que la grille soit mal servie, soit qu’il y ait des rentrées d’air importantes dans le foyer. Mais si le foyer est en bonnes conditions et la grille convenablement couverte, le chauffage mixte aura pour conséquence de produire la mauvaise combustion de la houille et du mazout.
  - Voilà pourquoi nous ne partageons pas l’avis de M. Bertin; et nous ajouterons que les essais réalisés avec le chauffage mixte n’ont pas donné les résultats espérés, comme puissance et comme rendement.
  - MM. J. et A. Niclausse ont présenté au Congrès de mécanique appliquée le compte rendu d’expériences faites en vue de mesurer la quantité de vapeur produite par les différentes rangées de tubes de leurs chaudières. Dans ce hut, ils ont construit une chaudière d’expérience composée de douze collecteurs placés horizontalement, avec leurs tubes vaporisateurs les uns au-dessous des autres. Chaque collecteur avait en bout deux tubes, l’un sur le compartiment d’avant pour le retour de l’eau, l’autre sur le compartiment d’arrière, pour l’évacuation de la vapeur. Au-dessus de la chaudière, était placée une caisse partagée en douze compartiments, et les deux tubes de chaque collecteur débouchaient dans un de ces compartiments, lesquels étaient en outre munis chacun d’un indicateur de niveau. On pouvait ainsi mesurer par l’alimentation des compartiments de la caisse la quantité de vapeur produite par chaque rangée horizontale de tubes.
  - MM. J. et A. Niclausse ont ainsi trouvé que la production des tubes de coups dé feu (première rangée au-dessus de la grille), n’est que 22,3 p. 100 de la production totale, quelle que soit l’allure de la grille, qui a varié dans leurs expériences de 50 à 300 kilogrammes de combustible brûle par mètre carré de surface de grille et par heure. Cette production, relativement modérée, est notablement inférieure à celles qu’on peut déduire des expériences de Christian, de Clément, de Saint-Ange, de Thomas et Laurens, de Graham, de Geoffroy, de Hirsch, de Durston, de Witz, de Hutton, de Yarrow, de l’Institut de Physique de Berlin, etc. M. Watt, en Angleterre, a trouvé, sur un modèle de chaudière multitubulaire, que la production de la première rangée de tubes au-dessus du foyer était de 60 p. 100 de la production totale. Nous-mêmes avons trouvé, sur une véritable chau-
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  - dière industrielle, que cette production variait de 78 à 52 p. 100, suivant l’allure de la grille, la proportion baissant avec l’activité plus grande de la combustion.
  - En examinant l’appareil d’expérience établi par MM. J. et A. Niclausse, on se rend d’ailleurs bien compte de la cause qui a influencé les résultats. La position des collecteurs forçait la vapeur à se dégager horizontalement; cette condition produisait forcément un matelas de vapeur occupant une grande hauteur dans le collecteur et déterminant la présence d’une très grande proportion de vapeur dans l’espace annulaire de vaporisation. Les tubes les plus éloignés du tuyau de dégagement de vapeur, notamment, devaient rester presque toujours dégarnis d’eau. Ce phénomène avait d’autant plus d’importance que les expériences ont été faites à l’air libre, avec l’énorme augmentation de volume de vapeur correspondante, et que le tube de dégagement était insuffisant. Dans ces conditions, il n’est pas surprenant que la transmission de la chaleur ait été faible au coup de feu. Les constatations relevées indiquent donc ce qui se passait dans l’appareil d’expérience, lequel est loin de reproduire la chaudière Niclausse, et à plus forte raison les autres générateurs multitubulaires. On a donc eu tort de tirer de ces expériences des conclusions données comme pouvant être intégralement appliquées à Vétude et à la construction des générateurs multitubulaires.
  - Le compte rendu présenté au Congrès par MM. J. et A. Niclausse, donne aussi un tableau résumant, d'après leurs essais, les rendements de leur chaudière et en pour cent du pouvoir calorifique du combustible, en fonction du rapport de la surface de grille à la surface de chauffe et de l’allure de la combustion. Un tableau de cette nature présente un intérêt considérable, car de pareils essais n’avaient pas été entrepris jusqu’ici, du moins à notre connaissance. Malheureusement, la régularité des différences, et les nombreux rendements allant de 70 à 91,7 p. 100 (?), pour une chaudière sans réchaufîeur, semble indiquer que quelques erreurs ont pu se glisser dans les relevés des essais. Nous développerons, à la fin du dernier chapitre, quelques considérations sur le rendement théorique et pratique des chaudières.
  - 4° Société des Chaudronneries du nord de la France, a Lequin-lès-Lille (Nord)
  - Chaudière à éléments et tubes Field (Classe B).
  - Le générateur de vapeur représenté par la figure 37 se compose d’un réservoir longitudinal sur lequel est rivé, de chaque côté de l’axe, une série de collecteurs inclinés à environ 50°. Chaque collecteur reçoit une double rangée de tubes vaporisateurs. La position des collecteurs permet de chevaucher les rangées de tubes de deux collecteurs opposés, d’où le nom de chaudières en X, donné à ce système. Les tubes d’une même rangée sont de longueur inégale, de façon que leurs extrémités se trouvent dans un même plan vertical. Pour protéger les parois du foyer dans l’intervalle qui existe sur les côtés (entre deux rangées de tubes) l’extrémité des collecteurs porte des tubes pendentifs. Les collecteurs sont cloisonnés et les tubes vaporisateurs sont insérés par un joint métallique cône sur la paroi inférieure des collecteurs. Le tube intérieur de retour est fixé à une petite lanterne qui s’emboîte sur le rebord du tube vaporisateur et s’adapte à l’ouverture de passage de la cloison séparatrice du collecteur. La lanterne porte une lumière latérale qui se raccorde par un tube au coude intérieur. Cette diposition, indiquée à la figure 38,
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  - a pour auteur M. Montupet; nous la présenterons de nouveau au chapitre qui traite des chaudières à foyer intérieur.
  - Elle a, dans la chaudière fîg. 37, pour effet de faire dégager les produits de la vapo-sation dans le compartiment haut du collecteur, le compartiment bas servant au retour de l’eau. Les cloisonnements des collecteurs se raccordent (dans le réservoir) à des tôles de séparation isolant du retour les courants montants. Un écran déflecteur est placé sur le dégagement de la vapeur.
  - Dans les intervalles libres ménagés enjiaut et sur les côtés par le croisement des
  - Fig. 37. — Chaudière de la Société des Chaudronneries du Nord de la France.
  - tubes, se trouve un sécheur de vapeur composé de trois faisceaux de trois tubes chacun, i-émus en serpentin continu.
  - La grille est placée entre les deux jambes de l’X. Le faisceau tubulaire est divisé en deux chambres par une cloison transversale. Les produits de la combustion s’élèvent à travers les tubes contenus dans la chambre avant, et passent dans la chambre arrière par dessus la cloison transversale, pour plonger vers le conduit de sortie.
  - La circulation de l’eau dans cette chaudière paraît de prime abord meilleure que dans les appareils de la même classe à tubes faiblement incinés. La position du tube vaporisateur permet de le considérer comme fonctionnant suivant le dispositif Field.
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  - (Nous donnons cette appellation aux tubes vaporisateurs avec retour intérieur, inclinés à 45° au moins).
  - L’établissement des courants de circulation ne sera pas contrarié par la production de vapeur sur les culots des tubes, qui sont mis à l’abri du foyer, mais le coude de retour d’eau dans la lanterne produit un rétrécissement de section, préjudiciable au libre dégagement de la vapeur. Cet inconvénient sera très marqué aux tubes de coup de feu, dont la partie basse touche presque le combustible. Les constructeurs voient un gros avantage dans cette dernière condition, et citent à l’appui l’autorité de M. Chasseloup-Laubat, mais ils n’ont pas compris ce qui a été expliqué par cet auteur. M. de Chasseloup-Laubat dit, en effet, que pour produire une circulation continue dans les chaudières à cycle irréversible (Thornycroft et similaires), il faut que les tubes soient chauffés surtout dans le bas et très peu dans le haut, mais il n’a pas généralisé cette condition, et ne l’a surtout pas appliquée aux différents cas des chaudières à cycles réversibles, dont fait partie la chaudière que nous examinons.
  - M. de Chasseloup-Laubat a démontré, que dans une chaudière à cycle irréversible, si l’on chauffe seulement la partie haute des tubes, on ne produit pas de circulation continue; ce n’est que lorsqu’il y a production de vapeur dans le bas du tube, que toute la colonne est mise en mouvement, et se déverse parles orifices qui débouchent au-dessus du plan d’eau. Il a analysé ce cas particulier où la chauffe est appliquée surtout dans le bas du tube, et les effets dynamiques de la formation des bulles, l’ont amené à conclure que la circulation serait améliorée en disposant à la base de chaque tube chauffé un clapet équilibré, s’ouvrant seulement dans le sens de la circulation. M. de Chasseloup-Laubat ne s’est d’ailleurs pas dissimulé que de tels dispositifs sont très difficiles à installer.
  - Nous ajouterons que le contraire a lieu pour les chaudières à cycle réversible ; il suffit, en effet, de chauffer dans celles-ci seulement la partie haute des tubes, pour établir la circulation continue. Si la production de vapeur du tube est supérieure à celle qui est nécessaire pour produire le maximum de circulation d’eau, et c’est toujours le cas avec les tubes de coup de feu, il y a intérêt à produire l’excédent de vapeur dans la partie haute du tube plutôt que dans le bas, puisque le volume d’eau présent dans le tube sera plus grand que dans le cas où cet excédent de vapeur est produit dans la partie basse du tube.
  - D’une façon générale, qu’il s’agisse de chaudières à cycle irréversible ou réversible, il faut se préoccuper des effets dynamiques de la formation des bulles. Lorsqu’une bulle est engendrée, elle doit communiquer à la colonne fluide une certaine vitesse, et, par suite, une certaine force vive. Plus bas sera placé le point de formation de la bulle, plus grande sera la masse d’eau qui la surmonte, et plus grande sera la force vive que la bulle devra lui communiquer. En vertu du principe de l’action et de la réaction, la bulle réagira sur la colonne de retour pour la refouler. Si la bulle se forme à la partie basse du tube, et si son volume est relativement grand, elle se dégagera par le retour aussi bien que par le tube vaporisateur.
  - On voit, d’après ce qui a été exposé par M. de Chasseloup-Laubat, et ce que nous venons d’expliquer, que la disposition rationnelle du chauffage est l’inverse de celle préconisée par les constructeurs de la chaudière que nous examinons. A notre avis, le régime pulsatoire s’établit daus les tubes les plus chauffés de cette chaudière. Une conséquence de ce régime est la projection des lanternes portant les tubes de retour, dont le mode de montage exige un jeu important avec les parties auxquelles ces lanternes s’adaptent. Nous n’avons remarqué aucun dispositif de fixation pour maintenir en place les tubes de retour.
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  - L’alimentation se fait à l’arrière du corps supérieur, dans la vapeur. L’eau retombe dans un compartiment de dimensions trop restreintes pour que la précipitation des dépôts puisse s’effectuer.
  - Du fait du croisement des séries successives des tubes, il y a au-dessus de la grille, alternativement de chaque côté, des passages libres. Les gaz chauds s’élèveront, de préférence par ces passages de moindre résistance pour gagner les conduits latéraux qui les amènent vers l’arrière. Une partie importante de la surface de chauffe ne sera pas utilisée, ce qui n’améliore pas le rendement économique.
  - Les tubes vaporisateùrs, rétrécis au bout, sont fermés par des bouchons filetés, qu’on dévisse pour vidanger chaque tube. Pour faciliter cette opération, les bouchons sont en bronze et le filetage est nickelé. Cette dernière précaution est superflue, l’emploi du bronze suffisant à empêcher le collage des bouchons par la rouille.
  - La question de nickelage paraît préoccuper particulièrement les constructeurs, puisque les réchauffeurs d’eau d’alimentation de leurs chaudières se composent de tubes en fer nickelés à l’extérieur et à l’intérieur. Ces tubes, disposés aussi d’après le système de retour intérieur, sont placés horizontalement dans la chambre, à l’arrière, entre les jambages de l’X. Le revêtement en nickel a pour objet de prévenir les corrosions et d’empêcher l’adhérence des dépôts de suie. Pour les corrosions, on obtiendra plus simplement des résultats satisfaisants en employant des tôles d’acier au nickel pour la fabrication des tubes. La pratique des chaudières marines a montré que cette qualité de métal résiste mieux que les autres aux actions corrosives. Les dépôts de suie seront certainement moindres si la surface de nickelage extérieur est polie ; mais ce poli empêchera l’absorption de la chaleur, ainsi que le démontrent les expériences de physique sur l’absorption et l’émission de la chaleur, et l’effet du réchauffeur sera diminué.
  - Le réchauffeur n’absorbera utilement de la chaleur que lorsque la surface sera mate ou oxydée, mais alors les suies adhéreront aux tubes nickelés tout comme aux tubes ordinaires, et on ne peut pas supprimer les procédés de ramonage habituel.
  - La construction de la chaudière exposée est bonne.
  - 5° Société industrielle de Paris, a Poissy (Seine-et-Oise).
  - Chaudière à lame d’eau avec retour intérieur aux tubes vaporisateurs et appareil séeheur pour la vapeur (Classe B).
  - La Société industrielle de Paris exploite en France le système de chaudière établi par la maison Dürr, de Ratingen, près Dusseldorf. Elle expose une chaudière marine de ce système (fîg. 39), avec quelques variantes.
  - Pour ne pas intervertir l’ordre général que nous avons établi, nous décrirons plus loin la disposition d’origine, et nous n’examinerons ici que les variantes.
  - Les tubes de coup de feu et la rangée de tubes qui les suit sont écartés du reste du faisceau tubulaire. Ils sont d’un diamètre légèrement plus grand, et sont inclinés davantage. On forme ainsi, entre les deux parties de la surface de chauffe, une espèce de chambre où les gaz subissent un léger brassage et où la combustion peut se continuer.
  - Quatre séries de chicanes dirigent les gaz chauds dans le faisceau tubulaire. Le but de ces chicanes est de bien répartir les produits du foyer sur les surfaces de chauffe de façon à les utiliser presque complètement. Nous trouvons des dispositions presque analogues dans beaucoup de chaudières multitubulaires, et l’étude de ces dispositions montre
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  - que la distribution des gaz ne peut pas se faire aussi uniformément que l’on pense. Les flammes suivront, en montant, le chemin sinueux indiqué par les flèches sur le dessin, mais elles formeront une veine continue sur la trajectoire la plus directe. Les surfaces métalliques qui se trouvent placées dans les encoignures, au-dessus et en dessous des chicanes de direction, ne seront pas léchées par le courant des gaz, et une notable partie de la surface de chauffe devient inefficace.
  - Aux visites, on trouve, au-dessus des chicanes, dans les encoignures, des amas de cendres et de suies qui montrent nettement la zone intéressée seulement dans la chauffe. Si l’on considère, en outre, que, dans les chaudières multitubulaires où les gaz s'élèvent directement au travers des tubes, un peu plus de la demi-surface inférieure du tube est effectivement chauffée, on reconnaîtra que ces chaudières n’utilisent en réalité que moins de la moitié des surfaces du faisceau tubulaire. On s'explique par là les rendements insuffisants qu’on rencontre si souvent.
  - Nous avons été chargé d’étudier la disposition des chicanes donnant les meilleurs résultats économiques, et nous avons fait, dans ce but, de longues recherches industrielles. Nous avons trouvé qu’il fallait supprimer toutes les chicanes que l’on place d’habitude dans le faisceau, et qu’il fallait seulement placer sur les tubes les plus hauts des écrans de répartition calculés et disposés d’après certaines règles U
  - Les tubes vaporisateurs sont rétrécis à l’arrière en forme de fuseau et filetés extérieurement au bout. Ils reçoivent une bague d’épaulement vissée, sur laquelle vient faire joint un écrou borgne qui ferme le tube. Le joint est obtenu par deux arêtes circulaires que porte la face de l’écrou, et qui viennent s’écraser contre la bague d’arrêt.
  - La cloison séparatrice de la lame d’eau se replie en bas à la hauteur des tubes du coup de feu, et elle vient se raccorder à la face avant du caisson. Ce caisson est prolongé de façon à former un petit collecteur de dépôts.
  - Nous allons maintenant présenter les dispositions d’ensemble, en examinant la chaudière Dürr originale.
  - 1. Les moyens d’obtenir cette répartition uniforme des gaz dans le faisceau tubulaire ont fait l’objet d'un brevet.
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  - 6° Duesseldorf-Ratinger Roehrenkessëlfabrik (Ancienne maison Dürr et Gie),
  - a Ratingen, près Duesseldorf.
  - Chaudière à lame d'eau, avec retour intérieur aux tubes, et appareil sécheur pour la vapeur
  - (Classe BV.
  - La chaudière Durr exposée est du type
  - marine. La figure 40 montre qu’elle se compose d’un faisceau de tubes montés sur un caisson formant lame d’eau. Ce caisson est cloisonné, et les tubes de retour, qui pénètrent dans les tubes vaporisateurs, sont montés sur le cloisonnement. Ce cloisonnement et prolongé par une petite tôle transversale dans le ballon (également transversal), rivé au caisson. Le ballon porte en outre, au-dessus du faisceau tubulaire, un sécheur de vapeur établi sur le principe du tube de retour intérieur. Nous donnons (fig. 41) le détail du ballon supérieur. On voit, sur cette figure, deux cloisonnements concentriques fermés et disposés dans la partie haute du réservoir. La vapeur pénètre dans le premier compartiment, par les orifices dans la tôle qui le ferme au sommet; elle passe au tube intérieur, revient, par les espaces annulaires entre les tubes, au second compartiment qui l’amène à la prise de vapeur.
  - Les gaz chauds du foyer s’élèvent à travers le faisceau tubulaire, où ils se répartissent au moyen de trois séries de chicanes placées sur les tubes (voir fig. 40).
  - En comparant cette chaudière à la précédente, on reconnaît qu’elle utilise encore moins sa surface de chauffe.
  - Le caisson de la lame d’eau n’est pas à faces parallèles, comme on le fait généralement; il est évasé vers le haut, et offre au dégagement de la vapeur une section croissante en partant du bas.
  - Cette disposition est logique puisque le volume de vapeur va en augmentant à partir du bas. La construction du caisson, surtout l’entretoisage, sont rendus plus difficiles. Pour laisser au dégagement de la vapeur la plus grande section libre, la tôle du réservoir est entièrement découpée à sa liaison avec le caisson, et la résistance supprimée par ce fait est rem-
  - Fig. 40.
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  - placée par celle d’une série d’entretoises verticales en tôles rivées sur les deux côtés de la découpure (fîg. il).
  - Le caisson se rétrécit par les côtés, dans le haut, à partir de la cinquième rangée des tubes supérieurs, pour ménager l’espace nécessaire à la collerette de raccordement du caisson au réservoir, et aux emboutis des fonds. Le réservoir ne dépasse pas l’aplomb des faces latérales de la chaudière et le caisson vient jusqu’à cet aplomb. Toutes les entretoises du caisson sont percées pour livrer passage à la lance de ramonage, sauf les rangées extrêmes du bas et des côtés.
  - Le caisson étant droit et les tubes inclinés, ces derniers ne se présentent pas normalement à la face arrière dudit caisson. Pour parer à cela, on a cintré légèrement le bout antérieur des tubes : lequel bout porte les bagues coniques faisant le joint des tubes dans les trous coniques de la plaque tubulaire. Les tubes sont disposés en quinconce, sauf les deux rangées verticales extrêmes. Les tubes de ces rangées sont aussi cintrés, dans le plan de l’inclinaison, de façon à se superposer sur la plus grande partie de leur longueur. Ils forment ainsi, de chaque côté, une espèce de cloison protectrice pour les parois latérales de l’enveloppe métallique. Cette disposition est bonne, car elle empêche les gaz de venir lécher ces parois.
  - Les tubes intérieurs de retour sont montés d’une façon peu satisfaisante. Ils sont légèrement évasés, et sont pris dans les deux encoches d’une bride mince, flexible, qui dépasse le trou de la cloison pour le passage du tube vaporisateur, et qui se fixe sur la cloison par deux tenons. La bride est coupée suivant un rayon. Pour sortir le tube intérieur, il faut le dégager de la bride, après avoir dégagé le tout de la cloison; écarter les deux branches de la bride, et la présenter en hélice pour la faire sortir par le trou de tampon de la face avant. Un assemblage de pareils éléments ne peut pas être étanche. Chaque tube intérieur produira un court circuit entre les deux compartiments du caisson, et comme le nombre de ces courts circuits est considérable la circulation déjà faible de l’eau sur les surfaces de chauffe sera encore amoindrie.
  - Les tubes de retour sont maintenus dans l’axe des tubes vaporisateurs par des lames élastiques rivées à l’extrémité du retour, et qui pressent contre les parois du tube extérieur. Avec cette disposition on n’a pas l’effet de martelage par les vibrations, mais on n’évite pas l’inconvénient des amas de dépôts provoqués par la présence de ces lames.
  - Les tubes vaporisateurs sont rétrécis à l’arrière en forme de fuseau, et sont fermés par un tampon conique autoclave; nous avons déjà expliqué l’avantage et l’inconvénient de ce mode de fermeture dans ce cas particulier.
  - Les trous de tampons sur la face avant du caisson de la lame d’eau sont également à joint conique autoclave. Les tampons sont introduits de l’intérieur, en les passant par un certain nombre de trous plus grands ménagés dans la plaque de façade du caisson.
  - On remarquera sur la figure 41 la position de la prise d’eau du tube indicateur de niveau; cette prise d’eau se fait sur le caisson, dans le compartiment du dégagement de la vapeur. Pour diminuer les entraînements d’eau avec la vapeur, la surface de dégage-
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  - Fig. 41.
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  - ment doit être maintenue très basse dans le réservoir. Pour cela, il ne faut pas que la colonne de retour puisse exercer une trop grande charge; elle doit être maintenue très basse en dessous de la cloison, et le plan d’eau du retour disparaîtrait du tube de verre. La prise d’eau de l’indicateur dans le compartiment arrière donnera, au contraire, un niveau qui ne sera pas le vrai, mais qui sera apparent. Nous croyons cette disposition dangereuse; il vaudrait mieux baisser encore l’indicateur de niveau, et placer sa prise d’eau sur le compartiment du retour. Ce serait, il est vrai, montrer que la circulation de l’eau annoncée comme très énergique ne se produit pas.
  - Le corps supérieur porte, rivée à l’avant, une contre-plaque dans laquelle sont percés les orifices servant à introduire et à retirer les tubes du sécheur. Ces orifices sont obturés par des tampons coniques autoclaves.
  - Le foyer de la chaudière, très large, à quatre portes de chargement, est séparé en deux par une cloison longitudinale, qui monte jusqu’à la deuxième rangée des tubes du bas. Le tube de la rangée de coup de feu qui se trouve au droit de la cloison est supprimé. La surface de grille se trouve ainsi être un peu diminuée, mais sans nuire à la puissance de production. Cette séparation facilite beaucoup le service de la chauffe; on garnit plus facilement et mieux les deux grilles contiguës de dimensions modérées. La meilleure utilisation du combustible fait obtenir plus que ne produirait le combustible brûlant sur la zone supprimée de la grille unique avec des dimensions exagérées.
  - La construction de la chaudière est bonne ; tous les détails sont étudiés avec soin, et bien exécutés. Nous signalerons, comme étant un joli travail, le caisson de la lame d’eau. Ce caisson est entièrement soudé et parfaitement établi.
  - CHAPITRE Y
  - Chaudières multitubulaires à circuit composé mixte.
  - 1° Crépelle Fontaine, a la Madeleine-lez-Lille (Nord).
  - Chaudière à éléments et circulation artificielle (Classe A).
  - La figure 42 montre par les coupes en long et en travers l’ensemble du générateur multitubulaire de la maison Crépelle-Fontaine. Il se différencie de la généralité des autres chaudières multitubulaires par une bonne conception des conditions nécessaires à la circulation de l’eau.
  - Le faisceau des tubes chauffés est partagé en trois séries dans le sens horizontal. La première série du haut réunit le réservoir d’eau et de vapeur, placé transversalement à l’avant, aux collecteurs verticaux de l’arrière. Elle se compose d’un seul tube en hauteur, et sert comme retour de l’eau. La deuxième série, composée de six tubes en hauteur, et la troisième comprenant exclusivement les tubes de coups de feu, réunissent par rangées verticales les deux collecteurs correspondants, l’un à l’avant, l’autre à l’arrière.
  - Les collecteurs sont en acier coulé ; leur profil est ondulé au droit de la deuxième série de tubes, qui se trouvent ainsi disposés en quinconce. Les collecteurs de l’arrière sont réunis à la partie basse par un drain de vidange, auquel ils se rattachent par des petits bouts de tubes mandrinés dans les ouvertures correspondantes des collecteurs et du drain. Les collecteurs de dégagement à l’avant sont cloisonnés, mais seulement sur la
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  - Les deux compartiments de ces collecteurs sont réunis au corps cylindrique par des bagues cylindriques, mandrinëes dans les ouvertures correspondantes des collecteurs et du réservoir. Au-dessus de ces communications sont placées deux séries distinctes d’émul-seurs Dubiau, pour provoquer la circulation artificielle de l’eau. La série d’avant dessert les tubes de coup de feu, la série d’arrière dessert les autres tubes vaporisateurs.
  - La chambre qui contient le faisceau tubulaire chauffé, est séparée en trois compartiments par deux cloisons transversales, traversées par les tubes. Les gaz chauds lèchent les surfaces de chauffe en trois parcours successifs, et plongent derrière les collecteurs du bout pour passer au conduit de sortie.
  - Nous ne reviendrons pas sur le fonctionnement de l’appareil Dubiau que nous avons décrit au n° 13 du chapitre *111. Le volume d’eau mis en mouvement par l’ensemble de l’appareil, tel que M. Grépelle-Fontaine l’a disposé, descend parles tubes de retour, vers les collecteurs arrière, où il se partage entre les tubes vaporisateurs du haut et les tubes de coup de feu. La puissance de circulation des deux séries d’émulseurs étant égale, la moitié de l’eau mise en mouvement (86 litres par seconde) passe par les tubes de coup de feu, dont on sait l’énorme production. Cette partie de la surface de chauffe est balayée très énergiquement, puisque chacun des tubes du bas laisse passer environ trois litres d’eau par seconde.
  - Comme on le voit sur le dessin (fîg. 42), des petits conduits d’arrivée d’air sont disposés dans la maçonnerie tout autour du foyer, et amènent au-dessus de la grille de l’air frais puisé directement dans le cendrier. Cette disposition a pour objet de diminuer la production de fumée. Nous n’avons pas pu contrôler son efficacité, parce que la cheminée qui desservait toutes les chaudières de l’usine La Bourdonnais vomissait presque toujours des torrents de fumée noire. Il est vrai de dire que les produits déversés par la cheminée de l’usine Suffren n’indiquaient pas une meilleure combustion du côté de la Section étrangère.
  - La disposition des maçonneries, laissant deux grands espaces au-dessus des tubes de retour d’eau, ne nous paraît pas recommandable. Il y a là un développement important de maçonneries, formant des surfaces d’émission de chaleur nuisibles et considérables. De plus, ces espaces se trouvent en dehors de la zone d’appel direct à la cheminée; il peut s’y former des cantonnements de gaz non brûlés, dont l’inflammation accidentelle peut être provoquée par une rentrée d’air, et déterminer ainsi des explosions dans les carneaux. Il vaudrait mieux placer les petites voûtes du plafond directement au-dessus des tubes de retour, sauf à les relever à l’arrière au-dessus du dernier parcours pour obtenir la section nécessaire à la sortie des gaz.
  - L’aspect extérieur de cette chaudière laisse à désirer. A une décoration mal appropriée, nous préférerions la simplicité adoptée par d’autres constructeurs.
  - 2° De Naeyer et Compagnie, a Willebroeck (Belgique).
  - Chaudière à éléments sectionnés, avec réchauffeur d'eau d'alimentation (Classe A).
  - Le générateur multitubulaire De Naeyer, un des premiers en date, est fort répandu par ses applications industrielles. Il est par là même très connu, et les appareils qui figurent à l’Exposition présentent sur le type habituel une modification importante.
  - Les tubes vaporisateurs de ce système sont montés par paires sur des petites caisses, et le faisceau tubulaire est formé par l’empilage d’un certain nombre de caisses, placées à plat par rangées superposées. Les caisses superposées communiquent alternativement par dés doubles coudes extérieurs, faisant joint dans les trous correspondants par des bagues
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  - biconiques. Les deux coudes voisins d’une même boîte sont serrés par un étrier passé sur un boulon intermédiaire. La rangée supérieure de caisses à l’avant communique, de la même manière, avec un collecteur qui se raccorde au corps supérieur, et la rangée inférieure de caisses à l’arrière est mise de même en communication avec un collecteur transversal, qui reçoit deux gros tubes descendant du corps supérieur. Les tubes vaporisateurs étant légèrement inclinés vers l’arrière, la vapeur se dégage à l’avant par le chemin sinueux des caisses et des doubles coudes de communication, et l’eau revient à l’arrière par les gros tubes de retour, pour se distribuer aux tubes vaporisateurs, en zigzaguant à travers les caisses et les doubles coudes de communication.
  - La figure 43 montre comment la constitution du faisceau tubulaire a été modifiée, à la suite d’une série d’expériences que l’auteur a réalisées dans les usines de MM. De Naeyer et Cie. L’ancien mode d’assemblage est maintenu seulement pour la partie supérieure du faisceau tubulaire ; les deux dernières rangées de tubes en bas sont
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  - Fig. 43. — Chaudière De Naeyer.
  - insérées sur deux collecteurs transversaux, en tôle d’acier soudée. Le collecteur d’arrière reçoit les deux tubes de retour d’eau, et communique en outre par des coudes doubles avec la rangée de caisses qui lui est superposée, pour amener l’eau aux tubes supérieurs. Le collecteur transversal à l’avant est complètement séparé du reste du faisceau tubulaire. Il reçoit à ses deux extrémités deux tubes de dégagement qui montent directement au corps cylindrique. La communication qui sert au dégagement de la vapeur produite par le reste de la surface de chauffe, se prolonge dans le réservoir par un conduit coudé qui dépasse le plan d’eau normal.
  - Les gaz du foyer s’élèvent à travers le faisceau tubulaire en un seul parcours contrarié par deux séries de chicanes reposant sur les tubes, et passent à l’arrière pour chauffer (en un parcours plongeant) le réchauffeur d’eau d’alimentation. La surface de chauffe de ce réchauffeur est formée par la superposition de plusieurs rangées horizontales de tubes, montés par paires sur des caisses qui sont réunies alternativement à chaque extrémité dans le sens horizontal, au moyen de coudes doubles. Chaque rangée communique
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  - à une seule extrémité et d’un seul côté avec la rangée supérieure. Le tout forme comme un serpentin continu.
  - L’eau froide d’alimentation pénètre dans le bas du réchauffeur, et après l’avoir parcouru dans tout son développement, elle passe par un tuyau qui n est pas figuré sur le dessin, dans le ballon transversal que l'on voit à l’arrière du corps principal. Une tubulure montée dans le haut du ballon du réchauffeur, se relie à un conduit pénétrant dans le corps principal, et se raccordant au conduit de dégagement de la partie haute du faisceau tubulaire. L’eau d’alimentation vient ainsi se mélanger aux produits de la vaporisation qui se déversent par le conduit de dégagement.
  - Nous ne voyons pas d’avantage à cette disposition ; nous y trouvons même un inconvénient. L’accès du raccordement du tuyau d’alimentation sur le conduit de dégagement n’est pas facile. Sa position amène, en ce point, l’accumulation des dépôts qui viennent avec l’eau d’alimentation, et des dépôts qui sont charriés dans le conduit par l’eau de la chaudière. L’obstruction de ce raccordement est à craindre, et il est à notre avis plus simple et préférable de faire déverser l’eau d’alimentation directement dans le réservoir.
  - Le dégagement direct, dans le corps supérieur, de la production de vapeur des tubes de coup de feu, a une importance considérable dans les chaudières multitubulaires, pour les raisons que nous avons déjà expliquées. Dans la chaudière système De Naeyer, cette séparation des circuits remédie au défaut principal de la disposition d’origine. On reprochait justement à cette disposition, que toute la vapeur de la chaudière devait se frayer avec difficulté un passage à travers le chemin sinueux et irrégulier formé par la réunion des caisses et des boîtes. Cette résistance au dégagement existe encore pour la partie supérieure du faisceau tubulaire, mais dans des proportions très réduites.
  - La grande production de vapeur des tubes de coup de feu est déversée par les deux colonnes latérales ; mais, pour pouvoir s’engager dans ces colonnes, il faut que la vapeur chemine horizontalement dans le 'collecteur. Il y aura donc formation de matelas de vapeur dans la partie haute de ce collecteur, si l’appel d’eau déterminé par les colonnes n’est pas suffisant pour entraîner la vapeur en bulles à l’état de grande division.
  - La grande section des tubes de dégagement, nécessaire pour le volume de vapeur qui se dégage, n’étant pas divisée, ne permet pas d’utiliser pour la circulation toute l’énergie potentielle des bulles. Ainsi que nous l’avons expliqué, pour provoquer un mouvement d’eau très important, il faut distribuer la vapeur, passant par un tuyau unique de grande section, dans un grand nombre de petits tubes offrant ensemble la même section de passage. Le double coude horizontal, que des nécessités de construction ont fait adopter pour raccorder au réservoir les colonnes de dégagement direct, crée au débouché de ces colonnes une résistance additionnelle, du fait des changements de direction, et de l’obligation de faire cheminer la vapeur horizontalement.
  - Ces résistances ne peuvent être vaincues, comme nous l’avons indiqué ci-dessus, que par une vitesse initiale de l’eau suffisante pour entraîner la vapeur; et dans ce but la maison De Naeyer a décidé de munir désormais ses chaudières à dégagement direct de l’émulseur Dubiau, pour produire, par la circulation artificielle, l’appel d’eau nécessaire au lavage énergique des surfaces de chauffe, et au balayage de la vapeur dans les parcours horizontaux.
  - Le réchauffeur d’eau faisant suite à la chaudière est parcouru de haut en bas par les gaz chauds. Cette direction des gaz permet le chauffage méthodique de l’appareil, ce qui en augmente le rendement. Pour annuler l’effet de la formation des pistons de vapeur dans les tubes les plus chauffés, par suite de la position horizontale des tubes, on place entre le réchauffeur et le corps principal de la chaudière un petit ballon transversal. La vapeur formée dans le réchauffeur monte à la partie haute du ballon, et passe de suite à la
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  - chaudière. Pendant les arrêts de l’alimentation, la vapeur produite dans les tubes vient s’accumuler dans ce ballon, et entre dans le générateur dès que la pression dans le réchauffeur dépasse celle de la chaudière. On assure ainsi la présence effective de l’eau dans le réchauffeur, et on empêche qu’il se vide, si l’arrêt de l’alimentation se prolongeait.
  - La maison De Naeyer a beaucoup vulgarisé l’emploi des réchauffeurs; un grand nombre de ses chaudières sont établies suivant la disposition d’ensemble que nous venons de décrire. Grâce à ces réchauffeurs, on obtient des rendements économiques élevés.
  - La construction des chaudières exposées est très soignée, malgré l’aspect un peu rustique; aspect voulu et qui est le cachet de la maison. Tout y est épais, massif, lourd; cela n’est pas sans inspirer une certaine confiance dans la solidité des appareils. On pourrait peut-être leur reprocher d’être trop lourds, mais cela n’a aucune importance pour les installations industrielles fixes, où la chaudière De Naeyer est exclusivement employée.
  - Parmi tant de systèmes de chaudières multitubulaires, la chaudière De Naeyer est celle qui présente, avec la chaudière Niclausse, les plus grandes facilités pour l’amovibilité de la surface de chauffe. Ajoutons que l’amovibilité ne sert ici qu’au cas d’avaries ou de réparations, car toutes les parties du générateur sont d’un accès très facile pour les visites et les nettoyages.
  - CHAPITRE VI
  - Chaudières multitubulaires à circuits distincts.
  - 1° Ateliers de constructions mécaniques, a Levallois-Perret (Seine).
  - Chaudière à tubes Field, système Turgan (Classe C, type 3).
  - La chaudière Turgan exposée (fîg. 44) se compose d’un réservoir supérieur formé par la réunion de deux parties boulonnées. La partie supérieure est demi-cylindrique, la partie inférieure porte, sur toute la longueur, deux parties méplates formant plaques tubulaires, dans lesquelles sont insérés, par rangées, les tubes vaporisateurs, groupés en deux faisceaux compacts de chaque côté de l’axe. Les tubes sont fortement inclinés, et se rapprochent de la verticale, formant ainsi une sorte de V renversé, enserrant la grille entre ses branches en bas.
  - A l’intérieur du corps principal est placé un coffre concentrique, en deux parties boulonnées, ayant le même profil. Les parties méplates de ce coffre portent les tubes intérieurs de retour qui alimententles tubes vaporisateurs. De larges ouvertures pratiquées à la partie haute, mettent ce coffre en communication avec l’espace de vapeur du corps principal, et une série de petites ouvertures latérales, dans la région du plan d’eau, servent au passage de l’eau. L’alimentation se fait dans le coffre intérieur.
  - Les produits de la combustion sont dirigés dans les faisceaux tubulaires par un artifice original (voir fîg. 44). Les tubes placés dans la chambre de combustion ont un plus
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  - grand diamètre, et sont rétrécis à leur insertion dans les plaques tubulaires. L’augmentation de diamètre correspond à l’écartement des trous dans la plaque ; ces tubes viendront donc se toucher suivant une génératrice, et formeront une cloison qui ne laissera pas passer les gaz. A l’arrière, sur une certaine longueur, les tubes reprennent le diamètre normal ; les gaz, pouvant passer par les intervalles d’écartement, pénètrent dans les faisceaux de tubes qu’ils parcourent de l’arrière vers Lavant, où se trouve la cheminée d’appel. Pour soustraire l’enveloppe métallique de la chaudière au chauffage par les gaz, les tubes du pourtour sont aussi à diamètre agrandi, et forment une cloison protectrice.
  - Le joint d’assemblage des deux parties du corps supérieur est la partie délicate du système. Les tubes vaporisateurs sont fermés dans le bas par.un chapeau fileté qui applique (contre le bord du tube formant un siège) un petit clapet obturateur. La fixation du tube dans la plaque tubulaire se fait par une portée conique, dont l’adhérence est obtenue par le serrage d’un écrou intérieur. Seules, les parois des tubes Field sont chauffées ; l’extrémité inférieure de ces tubes est soustraite à l’action de la chaleur. On supprime ainsi un grave inconvénient de ce dispositif, les bulles de vapeur ne pouvant plus s’engager dans le tube intérieur de retour d’eau.
  - Les produits de la vaporisation passent de l’espace annulaire des tubes dans le couloir de dégagement; et le plan d’eau dans ce couloir s’élève au-dessus du plan d’eau du coffre intérieur, qui dessert les tubes intérieurs de retour. Grâce à cette différence de hauteur, il y aura écoulement d’eau du couloir vers le coffre intérieur, par les petits orifices de communication.
  - Les constructeurs, dans la brochure qui nous a été soumise, présentent cet appareil comme ayant « une circulation d’eau aussi parfaite que possible, car, l’alimentation se « faisant exclusivement dans le collecteur intérieur, l’eau descend forcément naturelle-« ment par les tubes intérieurs, et proportionnellement à la production de vapeur pro-« duite ». Cette phrase explique assez mal ce que l’on a voulu dire. Elle laisse supposer que la quantité d’eau qui descend par les tubes intérieurs est limitée au remplacement de la quantité de vapeur produite. Il n’y aurait alors pas de circulation d’eau, et ce serait très dangereux. Nous croyons qu’on a voulu dire que le fonctionnement du retour, entière-rement séparé du dégagement, n’étant pas entravé, l’arrivée de l’eau, par les tubes intérieurs, se fait d’autant plus énergiquement que la production de vapeur dans les espaces annulaires est plus intense.
  - Nous ne partageons pas la confiance des constructeurs sur la circulation « tellement vive » produite par leur disposition. Les rétrécissements de section au débouché des tubes de coup de feu forment un obstacle considérable, qui suffît à lui seul pour établir le fonctionnement pulsatoire dans les tubes de la plus grande production. Dans les autres tubes du deuxième parcours il y aura une circulation d’eau, mais fort limitée. L’eau qui doit faire retour dans les tubes doit passer par les ouvertures latérales du coffre intérieur. Ces ouvertures sont de très petite section, et ne peuvent laisser écouler qu’un volume d’eau très faible à cause de la petite différence de charge qui existe entre les hauteurs de l’eau dans le couloir et dans le coffre. Ces orifices sont dans le voisinage de la région du plan d’eau, là où le liquide est mélangé à une grande quantité de bulles de vapeur. L’eau qui passera par les ouvertures de décharge entraînera de la vapeur, laquelle se dégagera à la surface du plan d’eau dans le coffre. Ceci réduit encore le volume d’eau qui passera vers les retours. La circulation générale, loin d’être vive, sera donc très limitée.
  - Dans le tube en U théorique en circuit fermé, on dispose de toute la hauteur du tube pour produire la circulation parce que le passage de l’eau élevée par la branche de montée afflue librement vers le retour. La hauteur du plan d’eau au-dessus des deux branches est presque la même. Interposons un barrage entre le dégagement et le retour. Si le barrage était assez haut et sans ouvertures de communication, il n’y aurait plus de
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  - circulation. L’eau élevée ne pourra passer au retour que par un déversoir, si le barrage n’est pas trop haut, ou par des orifices dans la paroi. Le plan d’eau s’élèvera du côté du dégagement, et il baissera du côté du retour. Ce sera seulement cette différence de charge et le débit du déversoir ou des orifices de communication, qui commanderont la circulation.
  - Ainsi, dans la chaudière Turgan, quand l’inventeur s’est bien rendu compte du fonctionnement du tube Field, il a supprimé toute une série de conditions nuisibles, mais il les a remplacées par de nouvelles dispositions créant de nouveaux obstacles à la libre circulation de l’eau.
  - Le nettoyage intérieur de la chaudière présente de nombreuses difficultés et entraîne un démontage presque complet. Le remplacement d’un tube avarié exige des opérations longues et coûteuses. Ce sont là, à notre avis, de sérieux obstacles à la propagation de ce type de générateur,
  - 2° Del aunay-Belle ville et Cie, a Saint-Denis (Seine). Chaudière à éléments en serpentin continu (Classe C, type 2).
  - Nous reproduisons à la figure 45 le dernier modèle du générateur Belleville type 1896. C’est surtout par ses applications aux marines militaires, en France et à l’étranger, que la chaudière de ce système s’est considérablement développée. Les types terrestres,
  - Fig. 45.
  - D’après le Bulletin de l’Association technique maritime.
  - exposés à la classe 19, ne diffèrent du type marine exposé aux classes 33 et 118 que par l’absence du réchauffeur d’eau d’alimentation, et par de légères .variantes de construction.
  - La chaudière Belleville est universellement connue. Nous nous bornerons à la décrire sommairement, et nous examinerons plus particulièrement les modifications apportées récemment.
  - Le faisceau tubulaire de la chaudière est divisé en éléments formés de deux séries
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  - verticales de tubes b (fig. 45). Ges tubes sont très faiblement inclinés sur l’horizontale, ceux d’une série de l’arrière vers l’avant, ceux de la série contiguë de l’avant vers l’arrière. Ils sont réunis deux par deux, alternativement, à l’avant et à l’arrière, par des boîtes de communication B, et les deux séries forment ainsi un serpentin continu, qui part d un collecteur transversal placé à l’avant, dans le bas, et qui débouche en haut dans un petit corps cylindrique transversal L. Le collecteur en bas, le corps cylindrique en haut, réunissent tous les éléments en serpentin qui forment la surface de chauffe de la chaudière, et ils sont raccordés par deux tubes de retour d’eau disposés sur les côtés de la chaudière.
  - Au-dessus du corps transversal est monté le réchauffeur d’eau d’alimentation, composé d’éléments hx Bi en serpentins semblables à ceux de la chaudière, mais avec des tubes de moindre diamètre.
  - Les produits de la combustion s’élèvent au travers du faisceau tubulaire de vaporisation, et viennent se brasser dans la chambre de combustion intermédiaire, formée par l’espace d’écartement entre la chaudière et le réchauffeur. Dans cette chambre de combustion est disposé un système d'injection d’air comprimé b2, pour produire le brassage des gaz et leur réinflammation. Les gaz chauds traversent ensuite le réchauffeur, et passent à la cheminée.
  - Le volume d’eau contenu dans le générateur Belleville est très faible : pour atténuer l’instabilité de marche qui en est la conséquence, on a recours à la régulation automatique de l’alimentation et de la combustion.
  - L’alimentation est contrôlée par une soupape équilibrée qui règle l’introduction de l’eau dans le générateur. Cette soupape est manœuvrée par un flotteur renfermé dans une colonne de niveau A, placée extérieurement à la chaudière, sur le côté. Suivant que le niveau dans la colonne descend ou monte, la soupape démasque une section plus ou moins grande pour le passage de l’eau d’alimentation.
  - La combustion est contrôlée par la manœuvre automatique du registre, commandé par un ressort à diaphragmes qui se comprime dès que la pression de la chaudière dépasse le timbre réglementaire, en fermant proportionnellement le registre.
  - La colonne de niveau est raccordée par le haut à la dernière boîte de jonction supérieure du serpentin qui lui est voisin, et dans le bas à la première boîte de ce même serpentin. Le plan d’eau apparent est réglé vers la moitié de la hauteur du serpentin. A vrai dire, il n’existe pas de plan d’eau dans la chaudière Belleville. Les serpentins sont parcourus par des pistons alternés d’eau et de vapeur; et l’eau déversée dans le coffre supérieur retombe dans les tuyaux de retour. Le tube indicateur de niveau est un manomètre à eau, qui indique la charge qui s’exerce dans le bas du serpentin avec lequel il communique. Mais il ne donne aucune indication sur ce qui se passe dans les autres éléments de la chaudière. Aussi les indications de la colonne de niveau sont inexactes pour l’ensemble du faisceau vaporisateur, et le service d’alimentation est des plus délicats, malgré sa régulation automatique. En pratique, on peut régler approximativement le débit de la pompe alimentaire sur la production de la vapeur, en négligeant les indications delà colonne de niveau. Une alimentation légèrement insuffisante ne constitue pas un danger immédiat. La chaudière Belleville est si solidement et si bien construite, que la mise à sec accidentelle des surfaces de chauffe ne compromet pas la marche. Nous avons vu des chaudières Belleville dont le faisceau tubulaire était porté au rouge par un manque d’eau momentané; il a suffi d’accélérer un peu la marche de la pompe d alimentation, pour remettre les choses en état, sans interrompre le fonctionnement.
  - Par contre, la marche avec un excès d’eau d’alimentation est impossible, car la chaudière se remplirait toute rapidement d’eau qui passerait dans les conduites aux machines. C’est surtout pour ce cas que le flotteur de la colonne de niveau peut être utile en fermant la soupape d’arrivée d’eau. Lorsqu’il y a excès d’arrivée d’eau, la production de vapeur
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  - diminue considérablement, et les charges statiques de l’eau dans les éléments de la chaudière tendent à s’uniformiser, comme au repos.
  - Le contrôle du service d’alimentation serait plus facile si la colonne de niveau était montée directement sur les tubes de retour d’eau. On aurait ainsi l’indication apparente de la charge d’eau qui fait équilibre à la moyenne des pressions correspondantes aux mouvements se produisant dans les divers éléments vaporisateurs.
  - Depuis que les questions relatives à la circulation de l’eau ont été étudiées et développées, la chaudière Belleville est présentée comme un appareil à « circulation forcée,
  - « indispensable pour obtenir une bonne utilisation des surfaces de chauffe, et une parfaite « conservation des tubes ». On ajoute : « que cette circulation forcée, condition si essentielle « du bon fonctionnement des générateurs à tubes d’eau », est obtenue naturellement par la disposition de la chaudière.
  - Nous avons exposé, dans les considérations générales, la nature et l’importance des mouvements de l’eau dans un circuit en serpentin ; nous voyons ainsi que les mots : « circulation forcée » ne peuvent s’appliquer qu’à la direction dans laquelle on fait cheminer les produits de la vaporisation. Mais il est impossible de présenter un tel circuit comme produisant la circulation d’eau active et importante, indiquée par le mot : « forcée » et par les considérations qui le suivent.
  - Dans son ouvrage sur les « chaudières marines », M. Bertin a classé avec raison la chaudière Belleville parmi les appareils à circulation limitée. Ce qui caractérise dans ce système la circulation limitée, c’est en premier lieu la faible section du retour de l’eau; ensuite, la faible hauteur de la colonne d’eau dans ce retour, et enfin l’étranglement très accentué de la section du passage réunissant les serpentins au collecteur transversal du bas, qui distribue l’eau aux diverses sections du faisceau tubulaire. Etranglement nécessaire, comme nous l’avons expliqué, pour forcer la vapeur à se dégager en suivant le serpentin.
  - La proportion de vapeur, dans la colonne qui parcourt les tubes, augmente considérablement de bas en haut; l’eau, chassée des tubes par la vapeur, est projetée dans le coffre supérieur, avec une très grande violence. Aussi ce coffre est disposé avec une série d’écrans fort compliquée (voir fîg. 45), ayant pour but de diviser et de retenir les projections d’eau, de les ramener dans le bas du coffre, d’où l’eau se déverse aux retours. Malgré ces précautions, la séparation de la vapeur n’est pas complète. En parcourant tous les méandres placés dans le coffre supérieur, la vapeur conserve une très grande vitesse, et ne se débarrasse pas de l’eau en suspension.
  - Le visites intérieures et extérieures des appareils sont assez faciles ; de la façade on a accès à toutes les parties. Mais les réparations et les remplacements des parties avarieés sont difficiles et coûteuses, car les éléments ne sont pas amovibles. Tous les assemblages sont à joints vissés, et en cas d’avarie d’un tube il est plus expéditif de remplacer le serpentin complet, que le tube avarié.
  - Le réchaufîeur d’eau d’alimentation placé à la suite de la surface de vaporisation, augmente le rendement économique de la chaudière. Le chauffage de cet appareil n’est pas méthodique; l’eau entre par le bas, et sort par le haut. Nous avons déjà expliqué les raisons qui imposent cette condition.
  - L’adjonction d’un réchauffeur à la chaudière Belleville a fait son apparition après les premières applications de ce système de chaudière dans la marine militaire anglaise. Les constructeurs présentent cette adjonction comme réalisant « un progrès considérable ». Nous ferons remarquer que cette disposition, et les résultats économiques qui en sont la conséquence, sont absolument indépendants du système et du genre de chaudière. C’est une disposition fort ancienne, dont on ne saurait trop recommander de généraliser l’emploi.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Dans le Palais de la Métallurgie, on voit une application des chaudières Belleville placée à la suite de fours. Ce système de chaudière ne nous paraît pas convenir pour ces installations toutes spéciales. D’une façon générale, en métallurgie, l’action des fours est intermittente. Aussi est-il de toute nécessité d’avoir des chaudières avec de très grandes réserves d’eau, pour emmagasiner l’énergie pendant les périodes où la demande de vapeur est nulle ou limitée.
  - La construction des générateurs Belleville est de tout premier ordre ; elle rachète tous les petits défauts de principe que nous avons relevés dans le système, et suffit, à elle seule, à expliquer le grand développement de ses applications.
  - 3° Forges et Chantiers de la Méditerranée, a Paris.
  - Chaudière à très petits tubes, système Normand (Classe C, type 1).
  - La chaudière système Normand (fîg. 46), exposée par les Forges et Chantiers de la Méditerranée, est d’un petit modèle pour canots à vapeur. Elle se compose de deux faisceaux de tubes de très petit diamètre, à plusieurs courbures, placés symétriquement, réunissant deux collecteurs inférieurs, longitudinaux et parallèles, entre lesquels est placée
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  - Fig. 46.
  - la grille, à un réservoir supérieur commun. Quatre tubes de retour, deux à l’avant et deux à l’arrière, partent du corps supérieur pour aboutir chacun au 'collecteur du bas correspondant.
  - L’espace compris entre la grille et les deux faisceaux tubulaires convergents^ constitue la chambre de combustion du foyer. Les deux rangées de tubes qui bordent le foyer, de chaque côté, sont ramenées l’une dans l’autre, formant ainsi une sorte de voûte qui force les flammes à se diriger vers l’arrière. Là, les tubes n’étant plus jointifs, laissent un passage aux gaz qui se divisent en deux veines, pénètrent de chaque côté dans les faisceaux tubulaires, reviennent à l’avant, et se réunissent dans la cheminée. Pour protéger l’enveloppe métallique de la chaudière, les intervalles entre les tubes des rangées extérieures sont bourrés à la tresse d’amiante, sauf à l’endroit du passage des gaz à la che-
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - minée. Les collecteurs inférieurs sont formés de deux parties assemblées par joint boulonné, afin de permettre la fixation des tubes.
  - Cette chaudière ne présente aucune particularité, comme disposition d’ensemble. Les quatre tubes de retour extérieur facilitent les mouvements de l’eau dans les tubes. Mais ces tubes ont une section insuffisante pour produire, dans tout le système, des circuits déterminés, et pour empêcher le fonctionnement pulsatoire. Ce régime défectueux s’établit indistinctement dans n’importe quel tube de cette classe d’appareils, qu’il soit beaucoup ou peu chauffé. C’est là une conséquence de la très petite section des tubes vaporisateurs : les bulles de vapeur touchent de suite les parois des tubes, et forment piston. Il y a alors, entre la bulle et le tube, une très mince pellicule d’eau en contact avec le métal chauffé. Cette pellicule, pour se vaporiser, exige une température supérieure à celle de la vapeur qu’elle enserre, à cause de la tension superficielle et de l’attraction moléculaire du métal, qui ne peuvent être vaincues que par un excès de température. Par suite de l’extrême ténuité de cette pellicule liquide, ces forces moléculaires sont très importantes, et lorsque le métal a transmis suffisamment de chaleur pour que l’équilibre soit rompu en un point, la pellicule se vaporise brusquement, en produisant une petite explosion locale, qui chasse l’eau par les deux bouts du tube à la fois.
  - Cet effet est analogue à celui qui se produit dans les explosions de chaudières. M. Dubiau, directeur de l’Association des propriétaires d’appareils à vapeur du Sud-Est, a groupé un grand nombre d’observations sur les effets dynamiques des explosions, et il a constaté que lorsque l’enveloppe métallique se déchire et que la rupture a son origine dans le réservoir de vapeur ou dans le voisinage du plan d’eau, de manière que la surface de l’eau soit brusquement soumise à une grande diminution de pression, il y a explosion avec des effets dynamiques d’autant plus grands que l’étendue du plan d’eau est plus grande. L’effet de la rupture d’équilibre au plan d’eau est analogue à celui d’un explosif détonant.
  - Tout cela prouve que la cause du régime pulsatoire et les conditions qui le font établir dans les chaudières à très petits tubes fortement inclinés sont différentes de celles qui produisent le même phénomène dans les chaudières à gros tubes faiblement inclinés.
  - Nous avons dit que la chaudière Belle ville pouvait supporter des surchauffes accidentelles. Cela est dû à la grande résistance de la surface de chauffe, composée, aux endroits de grande vaporisation, par des tubes ayant 10 millimètres d'épaisseur pour des diamètres extérieurs de 90 ou 100 millimètres. De même, les chaudières avec tubes de très petit diamètre, offrent une très grande résistance, rendant possible une grande surchauffe du métal à des moments donnés. C’est pourquoi ce dernier type de chaudière permet de plus fortes allures de grille et peut soutenir, dans de certaines limites, la marche à tirage forcé.
  - Le rendement est faible, malgré fa disposition du foyer formé par des parois absorbantes. La combustion, surtout aux allures vives, ne peut pas s’achever dans le foyer, et les flammes s’éteignent dès qu’elles pénètrent dans le faisceau tubulaire très compact, laissant entre les tubes des interstices trop faibles pour que la combustion se maintienne. A cela s’ajoute la faible longueur du parcours direct, qui ne permet pas aux gaz de rester assez longtemps en contact avec les surfaces de chauffe, pour transmettre la plus grande partie de leur chaleur.
  - Ces chaudières nécessitent enfin l’emploi exclusif de l’eau distillée pour l’alimentation, car les dépôts obstruraient très rapidement les tubes, et mettraient l’appareil hors service. Le remplacement d’un tube avarié est coûteux, surtout s’il s’agit d’un tube des rangées intérieures. Il faut alors sacrifier les tubes sains qui l’environnent, pour faire la réparation.
  - La construction de le chaudière Normand, exécutée par les Forges et Chantiers de la Méditerranée, est bonne.
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  - 4° E. de la Brosse et Fouché, a Nantes (Loire-Inférieure).
  - Chaudière à très petits tubes (Classe C, type 1).
  - Le générateur de vapeur présenté par MM. E. de la Brosse et Fouché, a été établi tout spécialement pour la soumission à l’adjudication des services hydrauliques de l’Exposi-
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  - Fig. 47.
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  - tion. L’examen des dispositions d’ensemble, reproduites à la figure 47, fait classer cette chaudière plutôt parmi les appareils destinées au service de la marine. On conçoit mal qu’une pareille chaudière soit chargée d’un service industriel, même régulier et continu, comme le service hydraulique de l’Exposition.
  - Le réservoir supérieur de vapeur et d’eau et le collecteur inférieur, placés longitudi-
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  - nalement, sont réunis par un faisceau tubulaire, dont la disposition pourrait servir de motif de décoration dans Fart nouveau.
  - Les deux rangées de tubes extérieurs, de chaque côté, s’inclinent au-dessus des grilles, placées latéralement au collecteur du bas, et s’infléchissent à angle aigu pour rejoindre le corps supérieur. Ces deux rangées sont ramenées l’une dans l’autre de façon à former paroi, sauf au-dessus de l’autel pour le pli du bas. Les tubes intermédiaires sont à courbure presque régulière, et la disposition des deux premières rangées du groupe forme paroi jointive. Ce faisceau tubulaire n’existe jfes sur toute la longueur de la chaudière, et laisse à l’avant, derrière la façade, un espace libre. Enfin la rangée centrale des tubes est à deux courbures inverses alternées. Les produits du foyer passent à l’arrière dans les chambres latérales formées par les tubes, reviennent à Lavant, se réunissent dans l’espace libre laissé entre la façade et le faisceau tubulaire, qu’ils traversent en dernier parcours pour passer à la cheminée.
  - La chaudière n’a pas de retour d’eau. La forme, le petit diamètre et la grande longueur des tubes de coup de feu font que le régime pulsatoire sera évidemment le seul qui pourra s’établir.
  - Les constructeurs paraissent avoir surtout cherché le moyen d’empêcher la production de la fumée. C’était du reste une des prescriptions du concours pour le service des eaux de l’Exposition. Dans ce but, ils ont disposé des rentrées d’air à l’autel, et ont donné au deuxième parcours des gaz une grande section libre. C’était logique, car, en effet, on ne peut prévenir la production de la fumée intense, qu’à la condition d’avoir un excès d’air considérable au moment de l’inflammation des hydrocarbures, distillés par le combustible frais chargé sur la grille. Mais cet excès d’air doit se limiter à la période de distillation. S’il se prolonge, il nuit d’une part à la combustion du carbone sur la grille, qui exige un appel d’air très vif à travers la masse du combustible ; d’autre part, l’air en excès introduit dans le foyer s’échauffe aux dépens de la chaleur contenue dans les gaz, et augmente considérablement les pertes par la cheminée, tandis que la perte de chaléur par les fumées, même très noires, n’est pas considérable.
  - Tout appareil fumivore automatique est un accessoire très coûteux. Avec un chauffeur soigneux, on peut obtenir une production de fumée presque nulle; dans tous les cas, pas de fumée noire épaisse, mais un léger nuage de courte durée, immédiatement après la charge. Il suffit pour cela d'avoir une grille dont la section libre soit convenablement calculée pour la qualité de combustible que l’on brûle, servir la grille par petites charges, et laisser la porte de foyer entr’ouverte pendant quelques instants après chaque charge. La rentrée d’air qui se produit ainsi au-dessus de la grille, diminue l’appel au travers du combustible incandescent, dont la température baisse un peu. La distillation du combustible frais se fait un peu moins vite, et l’excès momentané d’air dans le foyer facilite la combustion des hydrocarbures.
  - On a toujours attribué à l’ouverture des portes de foyer pendant les charges, une influence nuisible sur. le rendement du combustible, et l’on recommande partout et toujours de faire les charges avec la plus grande rapidité. Nous avons vu des essais où cette prescription prenait une telle importance, qu’un homme était spécialement préposé aux portes de foyers qu’il ouvrait juste le temps nécessaire pour que le chauffeur lançât la pelletée de charbon. On pourra facilement vérifier, d’une manière indiscutable, non seulement l’inutilité, mais l’influence nuisible de cette pratique routinière, en relevant les températures des gaz au registre. Après une charge suivie de la fermeture immédiate de la porte du foyer, la température finale baisse, et il y a production de fumée. Mais si après une charge la porte de foyer reste entr’ouverte pendant quelques instants, la température finale monte au lieu de baisser, et il n’y a pas production de fumée.
  - Si la disposition de MM. E. de la Brosse et Fouché prévient le production de fumée,,
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - cela ne pourra être obtenu qu’au détriment de l’utilisation du combustible, déjà diminuée par la disposition des foyers. Toutes les chaudières à très petits tubes ont généralement la chambre de combustion du foyer constituée par les surfaces de chauffe directe. Dans l’arrangement de foyer de la chaudière que nous examinons, le rayonnement de la grille n’est presque pas utilisé faute de surfaces absorbantes. On produira des gaz à très haute température qui transmettent moins facilement leur chaleur par contact.
  - La construction de la chaudière est assez bonne.
  - •
  - 5° Société Anonyme du Temple, a Paris.
  - Chaudière à très petits tubes, système du Temple-Guy ot (Classe C, type 1).
  - Le générateur du Temple a été le premier type complet de chaudière à surface de chauffe composée exclusivement de tubes à très petit diamètre. Du modèle d’origine, qui comportait des tubes à plis, découlent toutes les nombreuses formes de cette catégorie de chaudières.
  - Les tubes à plis multiples du début, par simplifications successives, tendent à se rapprocher de la ligne droite. Dans le modèle du Temple-Guyot (fig. 48) exposé au Palais des Armées de Terre et de Mer, les tubes sont cintrés sur un très grand rayon. Les extrémités seules ont des courbures plus accentuées, afin que les tubes se présentent normalement à leur insertion sur les collecteurs et le réservoir.
  - Les dispositions d’ensemble de la chaudière et les parcours des gaz sont les mêmes que dans le type Normand, déjà décrit, lequel n’est en réalité qu’une transformation plus ancienne de la chaudière du Temple.
  - Nous allons examiner seulement les variantes de la chaudière exposée.
  - Les tubes sont à courbure uniforme sur la presque totalité de leur longueur ; cela diminue un peu les résistances au mouvement dans le faisceau tubulaire. Les retours d’eau sont au nombre de deux seulement, placés à l’arrière de la chaudière. Quoique leur section soit équivalente à celle qu’on donnerait avec quatre retours, les résistances sont moindres, et le débit de ces retours est un peu plus important. De ces deux chefs réunis, le régime de la circulation dans la chaudière se trouve un peu amélioré.
  - Le fond de la chambre de combustion est tapissé de briques perforées, admettant dans le foyer de l’air en petits jets multiples qui se mélangent aux gaz avant leur entrée dans le faisceau tubulaire. Cette disposition a pour but de diminuer la production de fumée.
  - Avant que les gaz parviennent aux ouvertures conduisant à la cheminée, ils frappent contre une cloison ou écran qui leur barre le passage. Cet écran, marqué sur la vue en plan (fig. 48) est placé transversalement entre les tubes ; il a pour but de répartir les gaz sur toute la hauteur du faisceau. A cet effet, il est percé d’un certain nombre d’ouvertures, plus importantes dans le bas ; les sections de passage sont calculées pour ne pas gêner le tirage. Sans cette précaution, seule la partie haute du faisceau sera léchée par les produits de la combustion, la section de passage entre les tubes étant trop grande.
  - Les parois tubulaires, formées par le rapprochement des deux séries contiguës de tubes, ne sont plus obtenues par le simple contact de deux génératrices, mais bien par la juxtaposition de deux surfaces. Les tubes des rangées qui doivent former écran ont un profil spécial, à deux parties plates diamétralement opposées. Avec la première disposition, les tubes se déplacent sous l’influence des dilatations ou de la surchauffe du métal, ce qui modifie les courbures. Le contact des génératrices n’est plus assuré, et il se forme dans la paroi des jours par lesquels une partie des gaz s’infiltre, sans suivre le parcours normal, et sans lécher toute la surface de chauffe. Avec les nouveaux tubes à méplats
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  - latéraux, les tubes peuvent se déplacer légèrement sans que l’étanchéité de la paroi soit compromise. Ce n’est qu'en cas de forte surchauffe que l’étanchéité de la voûte est détruite.
  - La construction de la chaudière est excellente ; tous les détails sont très bien soignés.
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  - Toutes les chaudières de cette catégorie ont pour principal mérite de produire une quantité déterminée de vapeur avec un appareil le plus léger possible. Ainsi la chaudière que nous venons d’examiner est annoncée pour le poids de 5.200 kilogr. et une production La Mécan. à l’Expos. — N° 2. 1
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - de 7.470 kilogr, de vapeur par heure. Nous croyons que ces chiffres ont dû être intervertis par erreur, et que le poids de l’appareil en service est de 7.470 kilogr. pour une production maxima de S.200 kilogr. de vapeur par heure. Ce sont du reste ces derniers chiffres qui correspondent aux documents que nous avons sous les yeux. Cette réduction de poids est obtenue par la légèreté des éléments constitutifs de la chaudière, et par le très petit volume d’eau qu’elle contient.
  - C’est un avantage qui paraît primer tous les autres dans les petits navires ayant pour unique qualité la grande vitesse. On obtient une grande production avec de faibles poids en sacrifiant le rendement du combustible, en payant cher des appareils imparfaits, et dont la durée est très limitée. Les chaudières de cette catégorie, marchant à pleine puissance, consomment en quelques heures leur poids de combustible. Cet avantage du poids n’est en somme qu’apparent, puisqu’il faut embarquer un excédent de charbon considérable.
  - Par contre on peut facilement établir une chaudière marine à très grand rendement aux allures normales, pouvant produire à grande puissance 500 à 600 kilogr. de vapeur à l’heure par tonne de poids, et consommant encore à ces allures très vives 70 à 75 p. 100 de la quantité de combustible absorbée pour le même travail par les chaudières à très petits éléments.
  - 6° Clonbrock. Steam Boiler Co., a Brooklyn (États-Unis de l’Amérique du Nord).
  - Chaudière Hérisson, à spires, système Climax (Classe C, type 2).
  - Le générateur de vapeur système Climax, qui termine notre revue des chaudières multitubulaires, est un appareil peu ordinaire, comme conception et comme exécution. La fig. 49 indique ses dispositions d’ensemble. Un réservoir cylindrique central de très grande hauteur, repose sur le sol et est entouré d’une grille. A un mètre environ au-dessus de la grille commence le faisceau tubulaire, qui est formé par des tubes cintrés sur un gabarit uniforme, dont le contour affecte la forme d’un pétale.
  - Ces tubes, en très grand nombre, sont insérés dans le cylindre central par séries circulaires, les extrémités de chaque tube débouchant à des plans superposés. Le tout est enclos dans une enveloppe métallique dont le sommet se raccorde à la cheminée. La grille circulaire est desservie par quatre portes de chargement placées à 90° l’une de l’autre. La chaufferie s’étend donc tout autour de la chaudière. Les produits de la combustion s’élèvent directement à travers le faisceau des tubes.
  - Le plan d’eau est fixé vers les 3/5 de la hauteur de la chaudière. La partie du cylindre vertical correspondant à l’espace de vapeur, est divisé en compartiments superposés, par des cloisons horizontales. Chaque compartiment reçoit les extrémités alternées de deux séries de tubes. La vapeur qui se dégage du plan d’eau pour passer dans le dernier compartiment où se trouve le robinet de prise de vapeur, traverse ainsi, successivement, les rangées de tubes supérieures.
  - L’eau d’alimentation, avant de pénétrer dans la chaudière, parcourt un long tube enroulé en spirale, placé au-dessus du faisceau tubulaire de la chaudière, fonctionnant comme réchauffeur.
  - Les spires qui forment la surface de chauffe de cette chaudière sont, en résumé, constituées par la réunion des extrémités de deux tubes de la chaudière Hérisson primitive, et qui a été définitivement condamnée. Cette réunion ne modifie pas le fonctionnement des tubes : la plus grande partie de la surface de chauffe est placée horizontalement, et la branche inférieure des tubes est toujours la plus chauffée. Les tubes se videront et se
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  - rempliront d’eau à tour de rôle, et le fonctionnement de cette chaudière sera le régime spasmodique par excellence. Pour pouvoir provoquer un mouvement régulier de l’eau dans ces tubes, il faudrait chauffer exclusivement, et avec modération, la partie cintrée de raccordement. Cela est si vrai, que ce système de chaudière avait tout d’abord un deuxième cylindre intérieur dans la partie noyée, destiné à séparer le dégagement de la vapeur du retour de l’eau. La branche supérieure des tubes s’arrêtait au cylindre extérieur ; la branche inférieure, plus longue, traversait l’espace annulaire, et débouchait dans
  - Fig. 49. — Chaudière Climax.
  - le cylindre intérieur. Cette séparation des courants a été supprimée par la suite (elle n’existe pas sur les chaudières exposées), sans que pour cela le fonctionnement de la chaudière ait été modifié.
  - Le rendement de cet appareil doit être faible, vu l’appel direct des produits de la combustion, et le faible rapport de la surface mouillée à la surface de grille.
  - Cette chaudière occupe un très grand emplacement, la chaufferie devant être concentrique à l’appareil. Les visites et les nettoyages intérieurs sont impossibles, les remplacements de tubes difficiles.
  - La construction est médiocre ; tout révèle la préoccupation unique de faire à très bon marché. C’est une chaudière bizarre, établie en vue du remplacement, à peu de frais, en cas d’avarie, de tout l’appareil.
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- - DEUXIÈME PARTIE
  - CHAUDIÈRES A FOYER INTÉRIEUR ET A FOYER EXTÉRIEUR
  - CHAPITRE YII
  - Les chaudières à foyer intérieur.
  - La chaudière type à foyer intérieur, formée d’un corps cylindrique dans lequel passe un ou plusieurs tubes foyers, est fort peu répandu en France. Les appareils exposés viennent de constructeurs étrangers.
  - Cette disposition paraît avoir eu son origine en Angleterre. Son emploi s’est beaucoup développé dans les autres contrées du continent européen. Avant l’invasion récente du générateur multitubulaire, c’était certainement la plus répandue.
  - Le foyer, placé dans une enveloppe métallique entourée d’eau, se trouve dans les meilleures conditions pour l’absorption facile et immédiate de toute la chaleur rayonnante émise par le combustible incandescent. L’absorption de la chaleur rayonnante a une influence considérable sur le rendement des chaudières : elle abaisse la température du foyer; permet à la combustion de se faire plus lentement et mieux, et opère le développement de la chaleur dans le foyer aussi complètement que possible. Nous avons trouvé, dans nos essais, que pour un même appareilla meilleure utilisation du charbon était obtenue lorsque la température dans le foyer oscillait de 800° à 900°, la grille étant bien garnie. Des températures inférieures indiquent des rentrées d’air au foyer, et une mauvaise répartition du combustible sur la grille. Lorsque la température dans le foyer dépasse 1.000° les rendements sont moins bons, et ils tombent brusquement quand les températures s’élèvent à 1.300° ou 1.400°. A ce moment, les feux deviennent éblouissants, et la combustion se produit dans de mauvaises conditions, contrairement à ce que l’on croit généralement. Le feu très vif, la production et le rendement qui baissent, font critiquer la chaudière, alors que le foyer se trouve seul dans de mauvaises conditions.
  - Lorsque le foyer est porté à de très hautes températures, c’est que la quantité d’air appelée par la cheminée est insuffisante pour la quantité de carbone volatilisé sur la grille. Si l’on prélève un échantillon de gaz au registre, on trouve, à l’analyse, de fortes proportions d’oxyde de carbone. Cela se produit à la suite d’une perturbation dans le tirage, ou c’est la conséquence de la ré inflammation des gaz dans les carneaux. Le poids des gaz qui passent par la cheminée est maximum pour la température de 300°. Lorsque cette température est dépassée, le poids d’air appelé a travers la grille diminue, la température monte, la production d’oxyde de carbone aügmente, et la température finale s’élève. Cet état de choses amène rapidement le foyer dans les conditions que nous examinons.
  - La notion seule de la température n’est pas suffisante pour évaluer la quantité de chaleur développée dans un foyer. Cette quantité de chaleur, mesurée par le nombre de
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  - calories libérées, est le produit de la température par l’entropie du corps qui renferme la chaleur. On conçoit dès lors qu’une haute température, motivée par la diminution du poids des produits de la combustion, n’est pas nécessairement accompagnée du dégagement d’une plus grande quantité de chaleur. Nos sens ne sont sensibles qu’à l’intensité de la chaleur, à sa température, et il nous est impossible d’en apprécier la quantité sans une méthode scientifique de contrôle.
  - Le phénomène que nous venons d’analyser se produit souvent dans les chaudières à foyer extérieur, où la réflexion de la chaleur sur les parois en maçonnerie, et le ravon-nement de celles-ci sur la grille, contribuent à élever la température de la couche de combustible en ignition. Mais les chaudières à foyer intérieur sont à l’abri de cet inconvénient, car l’influence refroidissante des parois métalliques d’absorption est très énergique. Dans des conditions comparables, la combustion sera toujours plus complète avec les chaudières à foyer intérieur, le rendement du foyer sera plus grand et de ce fait l’utilisation de la chaudière sera meilleure.
  - Cette influence refroidissante des parois de coup de feu est tellement marquée, qu’il est impossible de brûler du charbon très maigre sur la grille d’une chaudière à foyer intérieur. Les charbons maigres ne sont brûlés dans de bonnes conditions que lorsqu’on les mélange avec du charbon gras.
  - D’autres causes concourent à la bonne utilisation du combustible avec les chaudières à foyer intérieur. Les massifs de maçonnerie de ces chaudières ont moins d’importance que ceux des générateurs dont le foyer est formé par le briquetage. Dans le premier cas, les pertes extérieures du massif par rayonnement et par conductibilité sont beaucoup plus faibles. Les rentrées d’air froid sur le parcours des gaz sont aussi diminuées. Les parois en maçonnerie des chaudières à foyer extérieur se fissurent d'autant plus facilement qu’elles sont soumises à des températures plus élevées. D’autre part, ces parois sont perméables : l’air froid qui pénètre dans les carneaux se mélange aux gaz chauds, et abaisse leur température, en réduisant ainsi la transmission de la chaleur aux surfaces de chauffe.
  - Si la chaudière à foyer intérieur offre des avantages réels pour l’utilisation du combustible, elle présente certains inconvénients importants qui en ont arrêté en France le développement.
  - Le plan d’eau est très rapproché du sommet des foyers. Une négligence dans le service de l’alimentation peut mettre rapidement à sec les surfaces les plus chauffées. La vaporisation sur une surface convexe facilite la formation des matelas de vapeur, car les bulles adhèrent plus facilement au métal et tendent à s’élever en cheminant le long de la paroi. Aussi les poches et les affaissements de foyer se produisent facilement, et entraînent des réparations longues et fort coûteuses. Les différents dispositifs qu’on a proposés pour renforcer les foyers, frettes, bords rabattus extérieurs, ondulations, n’ont pas répondu au but qu’on poursuivait, car ils ne suppriment pas la cause de ces avaries.
  - La circulation de l’eau dans ces chaudières est très défectueuse. Toute la masse d’eau qui se trouve en dessous du plan des grilles reste immobile et ne participe pas aux mouvements qui se produisent dans le liquide au-dessus de ce même plan.
  - Fletcher a fait des expériences remarquables sur cette question de la circulation dans les chaudières à foyer intérieur, et sur les explosions attribuées à tort à l alimenta-tion intempestive sur des tôles portées au rouge. On trouvera le résumé complet de ces expériences dans notre Traité des chaudières à vapeur. Fletcher a relevé des différences de 120° entre la température à la partie supérieure et celle de l’eau du bas de la chaudière, après que les chaudières étaient mises en service et débitaient de la vapeur.
  - Les effets de ces différences de température sont désastreux, les efforts auxquels sont soumis les foyers et leurs enveloppes, du fait des dilatations inégales, étant consi-
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  - dérables. Le calcul montre qu’ils atteignent et peuvent dépasser 30 kilogr. par millimètre carré. Ce sont les assemblages qui souffrent le plus de cette tension exagérée; les rivures du corps cylindrique dans la partie basse, les rivures des fonds, les attaches des foyers se disloquent et occasionnent des fuites nombreuses et importantes.
  - Enfin la chaudière à foyer intérieur devient difficile à construire, et est excessivement coûteuse, lorsqu’on aborde les hautes pressions de vapeur, qui sont généralement employées, à notre époque.
  - 1° Ewald Bernixgaus, a Düisbourg-sur-le-Rhin.
  - Chaudière à trois foyers intérieurs.
  - La chaudière est représentée par la figure 50 ; un corps cylindrique fermé par deux fonds emboutis, reçoit deux tubes foyers dont les axes horizontaux sont superposés aux axes horizontaux du corps cylindrique, et un troisième tube foyer d’un plus petit diamètre, placé dans le bas entre les deux tubes foyers supérieurs. Les foyers sont cylindriques à l’endroit des grilles, légèrement coniques sur deux viroles à la suite de l’autel, et se continuent à l’arrière par une partie cylindrique d’un plus petit diamètre.
  - Dans les chaudières à deux foyers, la diminution du diamètre à l’arrière a pour objet de créer un passage permettant l’accès de la partie basse de la chaudière. Ici cet accès est empêché par le troisième tube.
  - Le tube conique est parfois employé aussi pour faciliter la sortie du foyer en cas
  - Fig. 50.
  - de réparation; les viroles s’emboîtent alors l’une dans l’autre. Dans la chaudière Ber-ninghans la sortie d’un tube foyer entraîne le dérivetage du fond avant, à cause des joints Adamson qui assemblent les viroles, et qui ne passent pas par le trou de façade. Ces joints sont formés par l’assemblage des deux collerettes rabattues des viroles voisines sur une bride intermédiaire.
  - Les viroles formant les tubes foyers sont soudées. Au-dessus de la chaudière sont placés deux bouilleurs réchauffeurs pour l’eau d’alimentation.
  - La seule particularité de cette chaudière est la combinaison des trois foyers. D’habitude, pour les chaudières terrestres, on place deux foyers, légèrement désaxés vers le bas. La surface de grille est forcément limitée; en remontant les deux foyers et en plaçant le troisième dans le bas, la surface de grille est augmentée, et la puissance de production de la chaudière est plus élevée ; ce générateur a été présenté pour une vaporisation de 30 à 3o kilogr. par mètre carré de surface de chauffe, et par heure. Les deux foyers
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  - supérieurs sont placés trop haut; le chauffeur reçoit le rayonnement à la face, et doit élever la pelle à environ un mètre du sol, pour lancer le combustible. Il faudra au contraire qu’il se baisse presque au ras du sol pour charger le troisième foyer en bas. Ce sont des conditions trop difficiles à obtenir, pour que la chauffe puisse être bien conduite. Elles font perdre l’avantage de la plus grande surface de la grille.
  - La position du foyer du bas diminue la zone de cantonnement de l’eau, puisqu’elle engendre une quantité de vapeur importante dans une partie où les mouvements de l’eau ne se produisaient pas, faute de la présence des bulles. Mais cette vapeur, en venant s’ajouter à celle produite par les foyers supérieurs, augmente beaucoup les risques de la formation de poches et de matelas de vapeur sur les surfaces des tubes foyers supérieurs.
  - La construction de la chaudière est excellente.
  - 2° Société H. Paucksch, a Landsberg-sur-la-Warthe (Presse).
  - Chaudière double à foyers intérieurs.
  - La chaudière Paucksch (fîg. 51) rappelle une disposition très ancienne, presque délaissée dès son apparition, et rappelée dans l’ouvrage de Péclet. L’appareil exposé n’en diffère, comme conception, que par la position de la grille, qui était placée extérieurement, et était commune aux deux corps dans la disposition d’origine.
  - Fig. 51.
  - Le générateur exposé est formé de deux chaudières à un foyer intérieur, montées dans un massif commun.
  - Les tubes foyers sont désaxés dans le bas et vers le côté, et sont formés de l’assemblage d’un grand nombre de petites viroles. Les tronçons qui reçoivent la grille sont de même diamètre, et font un conduit cylindrique, mais ceux qui font suite sont plus petits et de diamètres différents, et forment un conduit présentant des rétrécissements et des élargissements alternés.
  - Les gaz chauds des deux foyers se réunissent à l’arrière, et viennent à l’avant par le carneau central commun aux deux chaudières, se divisent à nouveau en deux courants léchant les côtés extérieurs des corps cylindriques sur leur chemin vers le rampant de la cheminée.
  - Le foyer à double désaxement, appelé foyer excentré, a été proposé comme un remède au manque de circulation de l’eau qui reste cantonnée en dessous du plan des grill es. On a pensé aspirer cette eau vers la partie haute, en diminuant d’un côté la section entre le foyer et son enveloppe.
  - Le raisonnement fait voir que cette conception n’est pas bien fondée. Au-dessus du
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  - plan des grilles, des deux côtés du foyer, la vapeur est disséminée dans l’eau; mais les sections de dégagement sont trop considérables pour que l’ascension des bulles puisse produire autre chose que des remous plus ou moins violents. Il n’y a pas sur le plan des grilles, pas plus d’un côté du foyer que de l’autre, une différence de pression qui puisse entraîner toute la masse liquide dans un mouvement général de circulation intéressant les parties basses. Les relevés des températures de beau sur les chaudières à foyer excentré, ont révélé entre le haut et le bas les mêmes différences de température observées avec les dispositions du foyer dans l’axe.
  - Gela est si vrai, que pour la chaudière Pancksch on présente comme un gros avantage le mode de construction du foyer, dont la grande élasticité se prête aux déformations. S’il y avait circulation de l’eau entre le haut et le bas, les grosses différences de dilatations que nous connaissons ne se produiraient évidemment pas.
  - La disposition du tube foyer ôte certainement beaucoup de la rigidité des foyers droits, mais nous ne pensons pas que les élargissements et les rétrécissements alternés aient une influence réelle sur l’absorption de la chaleur. Les constructeurs disent que grâce à cette modification, l’effet utile des surfaces de chauffe augmente, et qu’ils obtiennent une vaporisation très intensive, 30 à 35 kilogr. de vapeur par mètre carré de surface de chauffe et par heure, avec un rendement économique très élevé, 72 à 75 p. 100 du pouvoir calorifique du combustible. Ils expliquent que la forme des assemblages des viroles produit un mélange plus intime des gaz, et leur imprime un mouvement de tourbillon, qui amène sur les surfaces de chauffe les veines centrales, assurant ainsi un remplacement très rapide des couches qui ont transmis une partie de la chaleur au métal. De plus ce brassage aurait pour effet d’améliorer la combustion et de supprimer le dégagement de fumée.
  - On se trouve ici en présence d’une simple allégation que rien ne justifie. Le mouvement tourbillonnant des gaz se produit dans tous les tubes foyers, et n’est pas spécial au mode d’assemblage de la Société Paucksch. C’est un effet de la gravité qui sollicite vers le bas de la veine fluide en mouvement, les couches gazeuses du haut refroidies par leur contact avec les tôles, et les effets de ces mouvements sur la transmission de la chaleur, ainsi que l’achèvement de la combustion, sont indépendants du profil du foyer. Du reste les renseignements que nous possédons montrent que ce système de chaudière, tout aussi bon que les autres systèmes de chaudières à foyer intérieur, ne présente pas, comme production et comme rendement, des avantages plus grands.
  - L’emploi d’un même massif pour deux corps de chaudières a l’inconvénient d’exiger pour l’installation un plus grand emplacement que la chaudière unique à deux foyers intérieurs. Elle exige aussi une attention plus soutenue pour l’alimentation, puisqu’il y a deux plans d’eau à surveiller. Par contre le diamètre moindre des corps permet d’aborder plus facilement les hautes pressions.
  - Les portes de foyer de la chaudière exposée sont solidaires de la manœuvre du registre. Nous avons déjà expliqué pourquoi cette disposition ne semble pas justifier toute l’importance qu’on y attache généralement.
  - La construction de la chaudière est très bien soignée.
  - 3° Établissements Jacques Piedbœuf, a Jupille (Belgique).
  - Chaudière à deux foyers intérieurs et tubes Galloway.
  - La Société Piedbœuf expose un générateur cylindrique à deux tubes foyers, dont l’ensemble est reproduit à la figure 52, avec la disposition du fourneau en maçonnerie, qui n’existe pas à l’Exposition.
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  - La partie des tubes foyers qui reçoit la grille est ondulée, les viroles qui font suite sont cylindriques, et assemblées par simple recouvrement rivé. Ce mode d’assemblage a l’inconvénient d’exposer les têtes de rivets à l’action des flammes; il est préférable de faire le joint des viroles par collerettes rabattues, la rivure tout entière est ainsi protégée par l’eau qui l’entoure. Il est aussi préférable, lorsqu’on établit le tube foyer comme le fait la Société Piedbœuf, de faire les viroles légèrement coniques, s’emboîtant l’une dans l’autre. Par ce procédé on soustrait à l’action des flammes le chanfrein des tôles, qui est soumis à cette action dans la chaudière que nous examinons, et cette précaution contribue à la durée et à la solidité du tube foyer. Au delà de l’autel, les tubes foyers portent un certain nombre de tubes Galloway, à inclinaisons alternées. Les tubes ainsi disposés dans les foyers forment une surface de chauffe additionnelle efficace, car elle est frappée en plein par le courant des gaz, qui se divise à la rencontre de chaque tube. Il se produit un effet de brassage qui mélange les corps comburants et facilite leur combinaison. La combustion s’achève ainsi avant que les gaz ne parviennent à l’extrémité du foyer. Avec cette disposition on utilise mieux le combustible qu’avec les foyers lisses; de plus les gaz qui parcourent les carneaux latéraux, étant à plus basse température, les pertes par le massif sont un peu amoindries. Le rendement de la chaudière se trouve ainsi légèrement amélioré.
  - Un certain nombre de tubes Galloway sont prolongés en dessous des tubes foyers, jusqu’au bas de la chaudière. Les constructeurs pensent provoquer une circulation d’eau
  - Fig. 52.
  - an moyen de ces allonges plongeant dans la partie stagnante du liquide. Les expériences de Fletcher ont démontré que les tubes Galloway n’avaient aucun effet sur la circulation de l’eau. La section de dégagement de ces tubes est considérable si on la compare au volume de vapeur qui s’y dégage. L’effet de la montée des bulles et des courants de convection sera de produire des remous, sans créer à la base du tube la dépression qui est nécessaire pour mettre en mouvement les colonnes d’eau extérieures, lesquelles, ainsi que nous l’avons expliqué, ont aussi, dans les parties correspondantes, des bulles et des courants de convection qui montent. Si l’on chauffe simultanément et à la même hauteur les deux branches d’un tube en U, on amènera à l’ébullition toute l’eau au-dessus de la zone de chauffe, mais en dessous de cette zone l’eau restera à la température initiale. Si le tube est assez gros, il se produira, au-dessus des foyers, un mouvement de circulation dans chacune des branches, l’eau supérieure descendant pour remplacer celle qui s’élève le long des parois avec la vapeur. Si le tube est petit, l’eau sera expulsée par la vapeur et les branches se videront Dans un cas comme dans l’autre, le liquide en dessous des foyers restera immobile et ne s’échauffera pas. Le seul raisonnement suffit à étudier ce cas, puisque, pour produire la circulation, il est indispensable d’avoir deux colonnes déterminant sur un même plan des pressions différentes.
  - L'allonge de la Société Piedbœuf ne peut pas modifier les conditions du tube Gai-
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  - loway ; elle ne présente aucun caractère physique ni mécanique pouvant influencer la répartition des pressions dans le liquide. Elle nous paraît dès lors superflue.
  - Les appareils de contrôle placés sur la façade sont fixés à des bosses venues d’emboutissage avec le fond. Les autres appareils de sécurité et de contrôle placés sur le corps cylindrique sont montés sur des piètements en fer forgé, au lieu de la fonte ordinairement employée. C’est une bonne mesure pour la sécurité et le service d’entretien.
  - La construction de la chaudière exposée est excellente, digne de la réputation de la Société Piedbœuf, dont les établissements, croyons-nous, sont les plus anciens du continent.
  - 4° Société Galloway, a Manchester.
  - Chaudière à foyers intérieurs Système Galloway.
  - La coupe longitudinale fig. 33 montre que dans les ajjpareils exposés rien n’est changé comme disposition de principe aux chaudières Galloway que tout le monde connaît. C’est
  - Fig. 53.
  - le type dit à haricot d’après le profil du carneau (fig. 34) faisant suite aux deux tubes foyers qui reçoivent les grilles.
  - Aucun perfectionnement n’a été apporté à la construction de ces chaudières. Alors que les fonds emboutis et bombés sont adoptés exclusivement dans tous les pays du continent qui construisent de préférence la chaudière à foyer intérieur, la Société Galloway est restée fidèle au fond plat du début raccordé au corps cylindrique par une cornière circulaire, entre toisé sur la calandre par des armatures rigides.
  - Le fond embouti et bombé présente une grande résistance, permettant de se passer d’armatures, et il offre en outre une certaine élasticité, qui lui fait suivre en quelque sorte les mouvements occasionnés par les différences de dilatations ; ce piG fond s’assemble sur la calandre par une seule rivure.
  - Le fond plat, au contraire, ne se prête pas aux mouvements de dilatations et, du fait des armatures, reporte les efforts exercés par la plus grande dilatation des foyers sur l’enveloppe, qui est déjà soumise à des tensions excessives; l’assemblage par cornière du fond sur la calandre, exige deux joints rivés, offrant ainsi plus de chances de fuite.
  - Le seul détail de construction qui ait été modifié est la nouvelle disposition des tubes Galloway dont les collerettes ne sont plus entièrement rabattues ; elles forment un peu entonnoir, et sont rivées sur des parties embouties dans les tôles supérieures et infé-
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  - rieures du tube carneau. Cette modification a pour objet de renforcer le carneau qui reçoit les tubes transversaux, les chaudières ayant dû être timbrées à 11 kilogr. pour pouvoir fonctionner dans le service mécanique de l’Exposition. Cette pression de 11 kilogT. paraît avoir considérablement ému la Société Galloway, puisqu’elle l’annonce comme un fait extraordinaire, ayant été abordé pour la première fois. Cette Société ignore que depuis de nombreuses années les constructeurs allemands, autrichiens, belges, suisses et même italiens, établissent couramment les chaudières à foyers intérieurs pour des pressions de 11, 12 et 13 kilogr.
  - La construction des chaudières exposées est très bonne.
  - 5° Société des Établissements W. Fttzner et K. Gamper, a Sielce près Sosnowice
  - (Pologne russe).
  - Chaudière à deux tubes foyers.
  - La Société Fitzner et Gamper expose dans la section russe du Groupe IV, classe 19, une chaudière à foyers intérieurs (fîg. 55), et des pièces détachées, formant, avec une chaudière sphérique pour cuire les chiffons, un ensemble des plus remarquables comme travaux de chaudronnerie.
  - La chaudière à foyers intérieurs a un diamètre de 2,300 m., et est établie pour
  - un timbre de 12 kilogr. La longueur de 10,600 m. se compose de cinq viroles seulement, chacune obtenue par l’enroulement d’une seule tôle. Les rivures longitudinales sont à double couvre-joint et à triple rang de rivets. Les rivures transversales sont à recouvrement et à double rang de rivets. Les fonds emboutis sont bombés. Tous les piètements
  - Fig. 56.
  - sont en tôle soudée. Les tubes foyers sont formés par l’assemblage de viroles soudées à collerettes rabattues, réunies par des joints type Adamson. Les viroles, qui font suite au foyer, portent des tubes de brassage cintrés, dont les extrémités sont soudées à la
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - tôle de la virole. L’effet de ces tubes est le même que celui des tubes Galloway. Les viroles des tubes foyers ont des ondulations formant nervures de renforcement, obtenues par un nouveau procédé.
  - La virole avec ses collerettes rabattues est insérée entre les plateaux d’une presse hydraulique puissante (fig. 56); elle repose librement sur des galets tournants a a conduits par un moteur électrique, qui imprime à la virole un mouvement tournant continu. Un chalumeau circulaire G, comportant 6 à 8 becs de gaz à l’eau, entoure la virole; il est porté par un petit wagonnet sur rails et peut être déplacé tout le long de la virole. Le plateau fixe de la presse est percé d’un orifice central, dans lequel est inséré un conduit de raccordement avec un réservoir d’air comprimé. Le chalumeau circulaire étant placé à l’endroit où l’on veut obtenir l’ondulation, on allume les becs et on lance le courant électrique qui fait tourner la virole, laquelle s’échauffe ainsi uniformément. Lorsque la température du métal est au point voulu, on déplace vivement le foyer et on coupe le courant moteur, en envoyant, d’un côté, l’eau dans le cylindre de la presse, et de l’autre côté, l’air comprimé dans l’intérieur de la virole. Les collerettes de cette virole vont faire joint sur les plateaux par l’interposition de tresses de cuivre bourrées de corde d’amiante.
  - Sous l’action combinée des deux pressions, la partie chauffée s’emboutit extérieurement. La hauteur de l’ondulation dépend de la pression exercée par la presse hydraulique. Dès lors que l’ondulation s’est formée, on laisse échapper l’air et l’eau, et la virole est prête pour l’ondulation suivante.
  - L’effort de compression exercée par la presse hydraulique varie de 4 à 5 kilogr. par millimètre carré et la pression d’air intérieure est de 6 kilogr. environ.
  - Suivant le diamètre de la virole et l’épaisseur du métal, le temps nécessaire pour former une ondulation varie de 6 à 9 minutes. Le chauffage dure 5 à 8 minutes et la compression une minute. Un ouvrier et un aide produisent facilement 20 viroles par jour.
  - Ce procédé breveté, dû à la collaboration de K. Gamper, fondateur de la Société, et de M. Maicejewski, ingénieur en chef de la Chaudronnerie, présente, sur la fabrication ordinaire des foyers ondulés, les avantages suivants :
  - 10 Prix de revient plus bas ;
  - 2° Accroissement de 1 a 2 millimètres de l’épaisseur du métal dans l’ondulation, conséquence de la compression en bout, alors que les autres procédés amincissent le métal, et exigent des tôles plus épaisses, pour présenter dans l’ondulation l’épaisseur correspondante à la pression de marche dans la chaudière;
  - 3° Possibilité de former des ondes de n’importe quelle hauteur et d’en faire varier l’écartement ;
  - 4° Possibilité d’onduler sur une même machine des viroles de longueurs et de diamètres différents, avec des épaisseurs allant jusqu’à 20 millimètres.
  - La figure 57 montre la disposition schématique de l’installation pour le soudage des viroles.
  - La virole /), cintrée à froid, dont les bords longitudinaux se recouvrent, est posée sur le chariot E. Deux chalumeaux mobiles de gaz à l’eau portent rapidement à la température convenable les parties à souder. Cette température atteinte, les chalumeaux sont déplacés, la virole est poussée sur l’enclume mobile B, et le métal chauffé est pilonné par le marteau A. Le chariot F fait avancer ou reculer Penclume 2?, qui tourne en même temps dans les paliers b h, de façon à faire agir le pilon sur toute la zone chauffée. C est le contrepoids de l’enclume. Le chauffage dure 4 à 5 minutes et embrasse 200 à 300 millimètres de longueur. Le même procédé est employé pour souder les viroles en bout, mais dans ce cas, les enclumes sont plus courtes.
  - Après la soudure, les viroles sont recuites et passent à des cylindres calibreurs qui les rectifient. Les collerettes sont rabattues par une machine spéciale qui refoule le métal
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  - au pli, et maintient l’uniformité de l’épaisseur. Ces collerettes sont ensuite dressées au tour.
  - L’emploi du gaz à l’eau pour tous les travaux de soudage offre une supériorité marquée ; les surfaces chauffées restent propres et leur rapprochement n’en devient que plus intime. La Société Fitzner et Gamper fabrique le gaz à l’eau par le procédé Dellwik-Fleischer, qui donne une flamme très pure, une plus haute température et un plus grand rendement par kilôgr. de coke. On obtient 2 à 2, 5 mètres cubes de gaz contre 1 à 1, 5 mètres cubes obtenus par kilogr. de coke avec les anciens procédés.
  - Les différents travaux de soudure exposés par la Société Fitzner et Gamper sont extrêmement remarquables ; ils éclipsent tout ce qui a été fait et présenté jusqu’à ce jour.
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  - Fig. 57. — Soudage des viroles.
  - Il est impossible de découvrir aucune ligne de soudure dans la coupe des parties rapprochées, ni aucune surépaisseur ; la réunion des deux parties est parfaite.
  - Nous citerons le tube pour conduite de vapeur, de 16,1 mètres de long et 350 millimètres de diamètre; l’énoncé des dimensions suffit pour apprécier la valeur du procédé de fabrication. Ce tube porte des tubulures à bride et ses brides d’assemblage, le tout soudé. Le tube, les tubulures, les brides ne forment qu’une seule et même pièce, établie pour une pression de 12 kilogr.
  - La chaudière sphérique pour cuire les chiffons présente à notre avis le travail de soudage le plus difficile qu’on ait fait jusqu’ici. C’est une sphère entièrement soudée de 2,745 mètres de diamètre intérieur, de 13 millimètres d’épaisseur, timbrée à 7 kilogr. Les deux tubulures diamétralement opposées formant pivots sont soudées sur la sphère, qui a été formée par l’assemblage de 6 tôles. Le travail a été fait au marteau par un seul forgeron et deux aides. La sphère est si bien équilibrée qu’on peut la faire tourner à la main. Ceci indique bien la supériorité du procédé du gaz à l’eau, qui donne un égal degré de perfection, aussi bien dans le travail fait à la main que dans celui obtenu mécaniquement.
  - CHAPITRE VIII
  - Les chaudières tubulaires à foyers intérieurs.
  - Les chaudières tubulaires à foyers intérieurs ont été imaginés pour les besoins de la marine. La chaudière ordinaire exige un très grand emplacement pour le développement de la surface de chauffe. L’espace dans les bateaux étant très limité, on a d’abord
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  - réduit la longueur de la chaudière et on a remplacé la partie du tube foyer faisant suite à la grille par un faisceau de tubes que les gaz traversaient à l’intérieur. Les procédés de fabrication s’étant perfectionnés, on a pu raccourcir encore la chaudière, augmenter considérablement le diamètre de la calandre, et loger le faisceau tubulaire au-dessus des foyers, en les réunissant par une chambre de combustion.
  - Les applications industrielles de ces chaudières sont très rares en France. Elles sont moins rares en Angleterre, et très répandues en Allemagne et en Autriche, où cette combinaison, du foyer intérieur et du faisceau tubulaire, a conduit à l’établissement d’un type de chaudière qui donne la meilleure utilisation du combustible.
  - Les chaudières où le faisceau tubulaire fait suite au foyer, ont comme inconvénient de présenter la plaque tubulaire à l’action directe des flammes. Le réseau très serré des tubes empêche le libre dégagement de la vapeur engendrée sur la plaque, dont l’épaisseur est très forte. Aussi ces plaques se surchauffent et se détériorent rapidement; elles donnent lieu à des fuites fréquentes à l’insertion des tubes. Dans les chaudières où le faisceau tubulaire est logé au-dessus du foyer, le réseau de tubes forme un véritable écran qui contrarie le dégagement de la vapeur s’élevant du foyer vers le plan d’eau. Aussi cette disposition facilite la formation des matelas de vapeur sur le foyer et les affaissements qui en résultent sont beaucoup plus fréquents qu’avec les chaudières à foyers intérieurs simples.
  - En plaçant le faisceau tubulaire dans un corps cylindrique superposé à celui contenant les foyers, on évite ce dernier inconvénient^ à la condition de séparer les masses d’eau des deux corps ; la vapeur produite dans le corps inférieur passe alors directement dans l’espace où se fait la prise de vapeur.
  - Dans les applications à la marine, les différences de dilatation, dues au manque de circulation de l’eau entre le bas et le haut de la chaudière, sont encore plus importantes que dans les applications industrielles, puisque les gaz chauds ne viennent pas lécher le bas de l’enveloppe métallique; ces chaudières donnent lieu à des réparations continues, et sont d’un entretien très coûteux. Leurs grandes dimensions se prêtent mal à l’emploi des hautes pressions adoptées de nos jours. On est amené à employer des tôles de 25, 30 et jusqu’à 35 millimètres d’épaisseur ; la construction des appareils devient excessivement onéreuse.
  - 1° Chaligny et Cie, a Paris.
  - Chaudières tubulaires à foyer intérieur, pour canot.
  - MM. Chaligny et Cie exposent cinq petites chaudières pour canot, semblables, mais de diverses puissances, dont l’ensemble est représenté fïg. 58.
  - Le foyer, à peine plus long que la grille, est demi-circulaire; il est immédiatement suivi du faisceau tubulaire qui débouche dans la boîte à fumée à barrière. Les fonds emboutis plats sont entretoisés par des tirants, ainsi que la plaque tubulaire du foyer et la partie correspondante du fond arrière. Le ciel du foyer est armé par des entretoises à chappe qui le relient à l’enveloppe.
  - Le foyer et la plaque tubulaire sont soudés et forment une seule pièce. C’est une disposition recommandable, car elle supprime les rivures dans le foyer et les fuites qui s’y produisent. Les tubes sont en laiton, avec ailettes intérieures (tubes Serve) dans le haut du faisceau. La section de passage se trouve un peu réduite à la partie supérieure et on a une meilleure répartition des gaz dans la partie basse du faisceau composé de tubes lisses.
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  - Fig. 58. — Chaudière Chaligny. Coupes AB et CD.
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  - Ces petiles chaudières, dont l’ensemble est très compact, nous paraissent devoir bien l’épondre au but auquel on les destine.
  - La construction de MM. Chaligny et Cie est bien soignée.
  - . 2° Louis Grenthe, a Pontoise.
  - Chaudière tubulaire à foyer intérieur.
  - M. Grenthe a pensé qu’en intercalant dans un faisceau tubulaire plongé dans l’eau des écrans métalliques de séparation, inclinés, entre les rangées des tubes, il activerait et faciliterait la transmission de la chaleur. Dans le faisceau tubulaire même, la vapeur ne servirait que de véhicule à la chaleur pour passer des tubes aux écrans, et toute la production de vapeur se trouverait ainsi reportée aux écrans extrêmes, par l’intermédiaire des corpuscules calorifiques découverts par M. Frenthe, et lesquels bondissent d’une façon continue de l’un à l’autre écran. C’est du moins ce que nous croyons être la substance de documents nombreux et volumineux qui nous ont été remis. Les chaudières pour le chauffage des serres de la Ville de Paris à Auteuil sont établies sur ce principe. Elles sont alimentées par l’eau de retour; les écrans y sont certainement inutiles; il faudrait les supprimer. Dans une chaudière alimentée avec de l’eau non distillée, les écrans auront pour seul effet d’amener le blocage très rapide du faisceau tubulaire par les dépôts.
  - 3° Meunier et Cie, a Fives-Lille (Nord).
  - Chaudières tubulaires à foyer intérieur.
  - a) Chaudière à foyer intérieur amovible.
  - Dans les chaudières à foyer intérieur ordinaire on admettait, avant les travaux de Fletcher, que les fuites aux rivures de la partie basse de la calandre, et aux rivures d’attaches des fonds et des foyers, étaient occasionnées par la poussée des foyers sur les fonds. Thomas et Laurens imaginèrent de placer dans l’enveloppe un foyer aboutissant dans une chambre métallique, d’où partait un faisceau tubulaire revenant au fond avant; lequel était réuni à la calandre par un grand joint circulaire boulonné. Il suffisait dès lors de défaire ce joint pour retirer toute la surface de chauffe, qui était indépendante de l’enveloppe de la chaudière. On sait aujourd’hui que ce dispositif ne peut parer aux effets du défaut de circulation de l’eau cantonnée dans le bas de la chaudière, et on s’explique pourquoi ces générateurs de vapeur, accueillis dès leur apparition avec une très grande faveur, sont aujourd’hui presque complètement délaissés, et tendent à disparaître dans les applications industrielles.
  - L’insertion des tubes sur la plaque tubulaire dans la chambre de combustion est un point faible ; on accède difficilement dans cette chambre, même pour les grosses chaudières ; les réparations de la plaque tubulaire ou le remplacement d’un tube exigent le démontage de la chambre de combustion.
  - La chaudière exposée par MM. Meunier et Cie est du type Thomas et Laurens; elle n’offre qu’une seule particularité de construction : le dudgeonnage des tubes dans les plaques tubulaires est protégé par une bague intérieure aux tubes. L’emploi des bagues de protection a été adopté surtout en marine, mais après avoir modifié leurs formes et essayé différents métaux pour leur fabrication, on les a abandonnées, car ces bagues, non rafraîchies par l’eau, se brûlent et se corrodent avec grande rapidité, et n’empêchent pas les fuites à la plaque tubulaire. Elles ont en outre l’inconvénient de diminuer considérable-
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  - ment la section de passage des gaz, et de ralentir la combustion sur la grille, ce qui abaisse la production et le rendement de la chaudière.
  - b) Chaudière à foyer intérieur vertical avec faisceau tubulaire horizontal.
  - Ce générateur est une reproduction de l’ancien type adopté dans les locomobiles, généralement remplacé aujourd’hui par la chaudière à foyer carré, permettant de disposer une plus grande surface de grille avec un faisceau tubulaire plus important. La chaudière de MM. Meunier et Cic, destinée à des applications industrielles, se distingue seulement du type d’origine par la très grande longueur du faisceau tubulaire horizontal, qui fait suite au foyer vertical circulaire. On a cru obtenir ainsi une meilleure utilisation du combustible, mais, d’après les expériences et les travaux de Henry, Durston, Stromeyer, et autres, la surface additionnelle obtenue par le prolongement exagéré des tubes absorbe moins de chaleur que n’en perd la partie correspondante de la chaudière.
  - „ 4° Ewald Berninghaus, a Dlisbourg sur le Riiin.
  - Chaudières tubulaires à foyers intérieurs, système Tischbein.
  - Le système Tischbein, très répandu dans les pays allemands, est caractérisé par la réunion d’une chaudière à foyers intérieurs, raccourcie, et d’un corps tubulaire placé au-dessus. Parfois les deux corps superposés ont un plan d’eau unique, d’autres fois, chaque corps a son plan d'eau. Les quatre chaudières exposées parM. Berninghaus (fig. 59) sont à deux plans d’eau.
  - Dans deux appareils le corps inférieur est à deux foyers lisses^ avec les viroles assemblées par joints Adamson et quatre tubes étançons dans chaque foyer au delà de l’autel. Le corps tubulaire supérieur porte à l’avant un moignon sur lequel est fixé l’indicateur de niveau ; les tubes sont groupés en deux faisceaux avec un espace libre intermédiaire. Le corps tubulaire se raccorde au corps inférieur par-un cuissard de soutènement, mais les tôles des corps cylindriques ne sont pas débouchées en plein, au droit du cuissard. Une petite ouverture dans la tôle du corps inférieur met l’intérieur du cuissard en communication avec l’espace de vapeur de la chaudière inférieure. Un tube de dégagement de vapeur, monté sur la tôle du corps supérieur, traverse toute la masse d’eau de ce corps et débouche dans l’espace de vapeur du haut, mettant ainsi en communication (par l’intermédiaire de la chambre du cuissard), cet espace de vapeur avec celui de la chaudière inférieure.
  - Le cuissard est traversé par un tube plus petit qui part du niveau normal, du corps supérieur et débouche en dessous du plan d’eau normal du corps inférieur. Ce tuyau déverse par trop plein l’eau d’alimentation, dont l’introduction a lieu dans le corps tubulaire.
  - La chaudière du bas a ses propres appareils de niveau, mais n’est alimentée que par l’intermédiaire du corps supérieur. Pour les cas d’urgence, une deuxième alimentation de secours est montée directement sur le corps inférieur. La prise de vapeur et les soupapes de sûreté sont montées sur le corps supérieur. Un surchauffeur de vapeur système Hering, déjà décrit par nous, est placé au-dessus du corps tubulaire.
  - Les produits de la combustion passent à l’arrière, et montent au surchauffeur dont ils lèchent la surface en contournant deux chicanes verticales, pénètrent ensuite dans le faisceau tubulaire de la chaudière, retournent à l’arrière, par les côtés du corps supérieur, et reviennent à l’avant en chauffant le haut de l’enveloppe de la chaudière inférieure. De là ils se dirigent à l’arrière en chauffant l’autre partie, pour passer ensuite au carneau
  - La Mécan. à VExpos. — N° 2.
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  - LA MÉCANIQUE A L’ËXLOSlTION
  - de sortie. Un jeu de six registres, que l’on voit sur la coupe transversale de la figure 59, permet de supprimer, en marche, le parcours des gaz dans le surchauffeur.
  - Les deux autres chaudières exposées sont disposées de même, sauf qu’elles n’ont pas de surchauffeurs, et que les foyers sont formés sur toute la longueur par l’assemblage de viroles ondulées.
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  - La masse d’eau du corps supérieur* étant séparée de la masse d’eau du corps inférieur, il n’y a pas de circulation d’eau entre les deux corps. Le corps du haut remplit ainsi l’office d’un réchauffeur d’eau d’alimentation. Gela explique le rendement élevé de ce système de chaudière. Disons, par contre, que le corps supérieur est attaqué parles corrosions qui se développent si rapidement dans les réchauffeurs en fer ou en acier. L’autre disposition de chaudière Tischbein avec plan d’eau unique, et deux cuissards à pleines débou-chures entre les deux corps, évite ces corrosions rapides du corps supérieur; mais celui-ci n’agissant plus comme réchauffeur, le rendement économique de la chaudière baisse beaucoup.
  - Les deux ouvertures pour le passage de la vapeur dans la chambre du cuissard ne sont pas en regard et le tube de dégagement est coiffé d’un chapeau, afin d’empêcher les projections d’eau. Cet arrangement répond imparfaitement au but recherché. La vapeur qui se dégage du corps inférieur vers l’espace de vapeur du corps supérieur, passe par le tube qui est plongé dans la masse d’eau relativement froide du corps supérieur; il y a, le long des surfaces de ce tube, une condensation importante qui est chassée dans l’espace de vapeur du corps tubulaire, la section du tube étant faible et la vitesse de la vapeur grande.
  - La construction de ces chaudières est très bonne. Les fonds emboutis bombés sont d’un joli travail; ceux des corps tubulaires ont des parties plates où les tubes viennent s’insérer normalement, ce qui assure une meilleure fixation de ces tubes.
  - 5° Petzold et Cie, a Inowrazlaw-Posen (Prusse).
  - Chaudière tubulaire à foyers intérieurs, système Tischbein.
  - Le générateur de la Société Petzold (fîg.. 60) ne diffère que par certains détails de
  - ooooo
  - Fig. 60.
  - construction des chaudières Tischbein de la Maison Bernighaus, que nous venons de décrire.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Les foyers sont ondulés, sans tubes étançons. Le cuissard de communication et de soutènement se trouve reporté un peu vers l’arrière ; le tube de trop plein pour l’alimentation du corps du bas est concentrique au tube de dégagement de vapeur. Aucune considération technique ne justifie cette dernière disposition. Ce n’est qu’une simplification de travail.
  - Le tube de dégagement de vapeur débouche en plein sous le dôme; cela facilite le passage aux conduits de vapeur des projections d’eau condensée sur les parois de ce tube.
  - Les tubes du corps supérieur sont répartis en deux faisceaux, disposés chacun avec un évidement intérieur qui facilite l’accès et le nettoyage des tubes. Cette disposition entraîne une augmentation du diamètre du corps tubulaire.
  - La construction de la chaudière est bonne. Les fonds emboutis du corps supérieur sont entièrement bombés, et ne présentent pas des parties plates comme chez Bernin-ghaus. Les tubes se présentent en biais et le perçage des fonds devient un travail délicat. L’adhérence du tube dans l’alésage se fait suivant une surface gauche. Tout cela augmente les risques de fuites.
  - Le fond avant de la chaudière inférieure est un travail d’emboutissage remarquable, avec bossages pour toute la robinetterie. 11 est toutefois déparé par un prolongement soudé, inutile, des emboutis qui reçoivent les extrémités des foyers.
  - CHAPITRE IX
  - Les chaudières verticales à foyer intérieur.
  - 1° Armand Girard, a Paris. .
  - Chaudière Field.
  - M. A. Girard a été l’un des premiers à vulgariser en France l’emploi du tube pendentif de Field, qu’il a perfectionné; il est resté fidèle à son dispositif d’origine, et les deux petites chaudières verticales qu’il expose à la classe 19 ne présentent aucun caractère de nouveauté.
  - Le foyer cylindrique circulaire est placé verticalement dans une calandre concentrique plus haute. Le ciel du foyer porte un certain nombre de tubes pendentifs, avec tube intérieur de retour, dont nous avons expliqué le fonctionnement spasmodique. La cheminée est insérée directement sur le ciel du foyer, et traverse la nappe d’eau qui recouvre ce ciel, l’espace de vapeur et le fond supérieur de la calandre.
  - Ce sont des appareils de faible puissance, de faible rendement, destinés aux très petites industries, et pour lesquels on n’exige pas les qualités de fonctionnement et de rendement des bonnes chaudières industrielles.
  - La construction de M. Girard est bonne.
  - 2° C. Mathias, a Paris.
  - Chaudière Field.
  - Le générateur fîg. 61 se différencie du type Field ordinaire par la disposition des tubes et par la répartition des produits de la combustion.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - Il n’y a pas de cheminée d'appel centrale dans le haut du foyer. Tout le ciel dn foyer est garni de tubes pendentifs de différentes longueurs. La grille est placée au centre de l’appareil ; elle est entourée -
  - d’un autel circulaire en matériaux réfractaires, avec un cendrier métallique clos. Les flammes s’épanouissent à travers les tubes, plongent entre le foyer et la lame d’eau circulaire pour sortir au-dessous du cendrier.
  - Cette disposition améliore le fonctionnement d’une partie des tubes pendentifs. Ceux qui reçoivent le rayonnement de la grille sur le culot continuent à fonctionner par pulsations; mais les tubes des rangées latérales, ceux surtout qui plongent entre le foyer et la lame d’eau, ont un mouvement d’eau plus régulier, quoique imparfait. L’espace annulaire pour le dégagement de la vapeur étant concentrique à l’ouverture du tube intérieur de retour d’eau, une partie de la vapeur passe forcément par le tube intérieur.
  - Le rendement économique de cette chaudière doit être meilleur, quoique
  - toujours faible, que celui de la chau- _____
  - dière Field ordinaire. Dans tous les cas il ne justifiera pas la plus grande dépense et le plus grand emplacement qu’il exige à égalité de production, puisque la surface de grille se trouve considérablement réduite ; elle ne peut occuper qu’une très faible partie de la section du cylindre intérieur, au lieu de la section toute entière utilisée dans le type Field l’autel et celles du cendrier, exposées à des très rapidement.
  - Fig. 61.
  - ordinaire. Enfin les tôles de revêtement de gaz de haute température, se détérioreront
  - 3° Meuniër et Cie, a Fives-Lille. Chaudières verticales à foyers intérieurs.
  - a) Chaudière Field.
  - L’appareil exposé est destiné à utiliser les chaleurs perdues des fours métallurgiques.
  - Dans ces applications le foyer est cloisonné par une murette en briques réfractaires laissant un passage au sommet ; les gaz du four montent dans l’un de ces compartiments, pour plonger dans l’autre vers la sortie. On crée ainsi un double parcours de gaz, que les dimensions des appareils permettent ; ce qui est nécessaire pour une utilisation même médiocre du combustible. La surface de chauffe n’absorbe pas de chaleur rayonnée, puisqu’il n’y a pas de grille. Toute la chaleur est apportée par les gaz et doit être transmise
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - par contact ; d’où il résulte que le temps, pendant lesquels les gaz chauds restent en contact avec la surface de chauffe, a une très grande importance sur la quantité de chaleur transmise.
  - La température des gaz à leur entrée dans la chaudière est très élevée. Vers la fin delà chaude on atteint jusqu’à 1.800°. Aussi les culots des tubes Field du premier parcours sont fortement chauffés et ces tubes fonctionnent par pulsation. Ceux du deuxième parcours, chauffés surtout dans le haut, avec leurs culots presque soustraits à l’action des gaz chauds, auront des mouvements d’eau réguliers.
  - Les dimensions de la chaudière, qui ne mesure que 40 mètres carrés de surface de chauffe, sont considérables. L’espace de vapeur a une très grande hauteur : le volume d’eau contenu dans la chaudière est très grand. Ce sont des conditions exigées par le service spécial demandé à ces chaudières. Pendant la chaude, la demande de vapeur est nulle, et l’eau de la chaudière doit accumuler la chaleur absorbée sans qu’il y ait un accroissement de pression par trop considérable ; il faut donc une grande masse d’eau. Lorsque la chaude est terminée, la chaudière doit fournir tout à coup au marteau pilon une grande quantité de vapeur, et cela au moment où l'intensité de la chauffe baisse brusquement. Sous l’effet de la dépression produite par le premier appel de vapeur, la vaporisation se fait au dépens de la chaleur emmagasinée, et toute la masse d’eau de la chaudière entre en ébullition. Une grande épaisseur de mousse se forme à la surface, et les projections d'eau seraient trop violentes si la prise de vapeur n’était placée très loin du plan d’eau.
  - L’application des chaudières Field à la suite des fours présente l’avantage d’exiger un assez faible espace pour son installation. Par contre sa grande hauteur donne une surface de refroidissement considérable, malgré les revêtements calorifuges.
  - En général, toutes les chaudières placées à la suite des fours présentent des inconvénients, soit comme très faible rendement, soit comme insuffisance de volume d’eau. La surface de chauffe frappée la première par les gaz chauds s’altère vite, à cause de la grande élévation de température des gaz. Ce n’est pas ici la quantité de chaleur transmise qui fatigue et altère le métal; c’est sa qualité. Les chaudières Field monumentales peuvent donc être justement conseillées, puisque le remplacement des tubes avariés se fait très facilement.
  - b) Chaudière verticale à bouilleurs croisés-.
  - Ce système primitif d’appareil à vapeur est presque complètement délaissé ; c’est le moins économique de toute la série verticale. Nous n’y avons remarqué aucun détail de construction justifiant l’exhibition de ce générateur suranné par une grande maison de construction.
  - 4° A. Montupet, a Paris.
  - Chaudière Field.
  - t t
  - La petite chaudière verticale exposée par M. Montupet a le mérite de présenter une nouvelle disposition du tube pendentif avec retour intérieur.
  - On sait que le fonctionnement de ces tubes est pulsatoire, surtout lorsque la partie basse du tube est le plus fortement chauffée ; que la vapeur produite sur le culot tend à se dégager par le retour intérieur ; et que lorsqu’il y a appel d’eau dans ce tube vers le bas, une partie de la vapeur qui se dégage par l’espace annulaire est aspirée par l’eau, qui la ramène ainsi de nouveau sur les surfaces de chauffe.
  - Pour obvier aux deux derniers défauts, et pour atténuer le premier, par suite d’un mouvement d’eau plus rapide, M. Montupet a imaginé le nouveau dispositif représenté fîg. 62. Le tube Field est monté comme d’habitude dans le ciel du foyer, avec un petit
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  - prolongement au-dessus; la partie qui dépasse est coiffée d’un deuxième tube de dégagement, qui s’arrête en dessous du plan d’eau normal et qui porte le tube intérieur de retour. Ce tube intérieur monte à la même hauteur que le tube de dégagement; il est fermé dans le haut avec, immédiatement au-dessus du tube pendentif, une petite tubulure latérale qui traverse le tube de dégagement, et donne accès à l’eau vers le tube intérieur. Le tube intérieur de retour se termine par un petit écran qui s’oppose à la pénétration, dans le tube, de la vapeur produite sur le culot.
  - La raison pour laquelle le tube de dégagement, et le tube intérieur, sont prolongés jusque vers le plan d’eau, est que la section circulaire dans laquelle se meuvent les bulles de vapeur, se trouve augmentée de toute la hauteur qui dépasse le ciel du foyer ; la dépression produite dans le bas du tube est plus forte.
  - Pour remédier à l’appel, dans le retour, de la vapeur qui se dégage de l’espace annulaire, M. Montupet a disposé la rentrée de l’eau sur le côté, en la séparant du dégagement de cette vapeur. Mais il n’a pas vu qu’ en faisant ainsi, il tombait d'un mal dans un autre, puisqu’il aspire dans le retour la vapeur qui se dégage sur le ciel et sur les côtés du foyer. Cette disposition, telle qu’elle est appliquée dans la chaudière verticale exposée, ne supprime donc pas tous les inconvénients auxquels elle prétend remédier.
  - 5° Alexandre Bary, a Moscou.
  - Fig. 62.
  - Chaudière verticale tubulaire.
  - La chaudière verticale système Bary (flg. 63) est une modification de la chaudière à bouilleurs croisés. Les bouilleurs sont remplacés par des petits faisceaux tubulaires, formant des écrans qui s’opposent au passage trop direct des gaz à la cheminée. Les faisceaux tubulaires sont légèrement inclinés pour faciliter l’écoulement de la vapeur, mais cette inclinaison est insuffisante. Du reste, le constructeur de ces chaudières ne prétend pas obtenir une circulation d’eau régulière. Des trous d’hommes placés sur l’enveloppe extérieure permettent l’accès des tubes pour les nettoyages intérieurs.
  - Le foyer intérieur soudé, avec bossages plats pour le dudgeonnage des tubes, est d’un beau travail.
  - S
  - CHAPITRE X
  - Les chaudières cylindriques à foyer extérieur.
  - La chaudière cylindrique simple, chauffée par un foyer extérieur en maçonnerie, qui a immédiatement suivi la chaudière en tombeau de Watt, ne se construit plus. Son
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - encombrement et son faible rendement l’on fait remplacer par des dispositions moins simples, mais plus rationnelles. C’est surtout en France que ce genre de chaudières s’est développé ; les appareils exposés sont présentés exclusivement par des constructeurs français.
  - La chaudière à corps cylindrique supérieur avec un ou plusieurs bouilleurs inférieurs, qui se rencontre encore assez fréquemment dans l’industrie, a été détrônée par la chaudière dite semi-tubulaire, composée d’un corps cylindrique dans lequel est logé un faisceau compact de tubes, reposant le plus généralement sur deux bouilleurs inférieurs. Cette évolution s’explique, car la chaudière semi-tubulaire permet de disposer une grande surface de chauffe sur un emplacement petit, relativement à celui occupé par la chaudière ordinaire à bouilleurs. Elle permet aussi d’établir des unités beaucoup plus importantes comme surface de chauffe, et sa construction offre de gros avantages au fabricant. Environ 70 p. 100 de toute la surface de chauffe est formée par les tubes qu’il faut simplement insérer dans les plaques tubulaires du corps supérieur. Le chaudronnier ne construit, à vrai dire, qu’une très faible partie de la surface métallique.
  - Pour le fonctionnement des chaudières à bouilleurs, on admettait un échange rapide et régulier de l’eau contenue dans le corps supérieur, avec celle que renferment les bouilleurs. On supposait que le dégagement de la vapeur par le cuissard d’avant déterminait ce mouvement de circulation, mais les expériences que M. Paul Dubiau a réalisés en 1892, relatées dans notre Traité des Chaudières à Vapeur, ont démontré que les choses se passent autrement. La vapeur qui se dégage sur la demi-surface de chauffe inférieure des bouilleurs monte s’accumuler au ciel de ces bouilleurs, et y crée un espace de vapeur important, dont la flèche croît, d’après les expériences, avec la hauteur de la colonne de l’eau qui existe au-dessus des bouilleurs. Le plan d’eau qui s’établit ainsi dans les bouilleurs, et ses fluctuations, sont rendus visibles, et peuvent être étudiés, en plaçant un indicateur à tube de verre sur la tête du bouilleur.
  - La vapeur de ces matelas gazeux se dégage par saccades, et en gros ballons, dans les cuissards, avec l’effet de refoulement que nous avons expliqué en présentant les expériences de M. Dubiau. Les mouvements de circulation d’eau générale sont limités au remplacement de l’eau vaporisée dans les bouilleurs, et de celle qui suit les variations de volume de la vapeur présente dans ces bouilleurs, sans que ces mouvements suivent une direction régulière et toujours dans le même sens. On peut donc, d’après ce qui précède (comme cela a été fait par certains constructeurs), raccorder les bouilleurs au corps principal par un cuissard unique, sans pour cela modifier les conditions de marche industrielle des chaudières à bouilleurs.
  - Ces constatations ont permis d’expliquer les anomalies dans le fonctionnement de ces chaudières, et plus particulièrement les cintrages des bouilleurs, les mouvements qu’ils présentent pendant la marche, et les fausses indications des indicateurs du plan d’eau supérieur, lorsqu’ils sont raccordés aux têtes des bouilleurs pour la prise d’eau.
  - 1° E. Bérendorf fils a Paris.
  - Chaudière semi-tuhulairc à houilleurs.
  - La chaudière exposée est à deux bouilleurs ; les tubes du corps supérieur sont insérés dans les plaques tubulaires par des joints cônes métalliques ; les plus petits diamètres des trous d’une plaque (généralement celle d’avant), et de la bague correspondante sur l’extrémité du tube, sont légèrement plus grands que la base de la bague conique sur l’autre extrémité du tube. Celui-ci passe librement au travers de la plaque d’avant, pour être mis en place, ou démonté.
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  - Cette disposition a été imaginée par Bérendorf père, et les tubes construits d’après ce principe portent le nom de l’inventeur. Ils sont employés aujourd’hui d'une façon générale par tous les constructeurs de chaudières semi-tubulaires. Toutes les chaudières exposées de cette catégorie sont munies de tubes Bérendorf.
  - Les diamètres des trous dans les deux plaques tubulaires étant inégaux, il v a, du côté de la plus grande bague, un excédant de pression qui tend à chasser le tube. Pour en empêcher la projection, on met une contre plaque de garde, dans laquelle les trous percés en regard de chaque tube ont le diamètre intérieur des tubes. Celte plaque est maintenue par quelques écrous vissés sur des prisonniers portés par le fond du corps cylindrique.
  - Les tubes amovibles ont été imaginés pour faciliter les nettoyages intérieurs de la chaudière. Le faisceau tubulaire est toujours très compact, et il est très difficile, sinon impossible, de le débarrasser des dépôts durs adhérents. Il arrive souvent que les difficultés de nettoyage, et une eau d’alimentation un peu chargée de sels, font enserrer tout ou partie du faisceau tubulaire, dans un seul bloc de calcaire. L’idée de l’amovibilité des tubes était donc justifiée en soi, mais les résultats pratiques ne l’ont pas sanctionnée au point de vue des résultats cherchés. La couche de dépôt, qui adhère au tube, l’empêche de sortir, car elle atteint souvent très rapidement des épaisseurs supérieures au passage libre dans les plaques. Le démontage du faisceau tubulaire est une opération longue et coûteuse, que l’on évite d’une façon presque générale ; l’amovibilité du tube n’a finalement qu’un seul avantage, celui de faciliter le remplacement d’un tube avarié.
  - 2° Compagnie de Fives-Liele, a Paris.
  - Chaudières semi-tubulaires à houilleui's.
  - La Compagnie de Fives-Lille expose trois grosses chaudières semi-tubulaires, à deux bouilleurs et tubes Bérendorf (fig. 64), fournissant de la vapeur aux services mécaniques de la section française. Avec une chaudière du même genre de M. Montupet, c’étaient les seuls générateurs en service de cette catégorie. Nous avons dit que pour l’énorme produc-
  - tion de vapeur absorbée par les services de l’Exposition, c’était la chaudière multitubu-laire qui prédominait.
  - Les parcours de gaz sont les suivants : les psoduits du foyer passent à l’arrière en léchant les bouilleurs, viennent à l’avant par les deux côtés du corps cylindrique supérieur, et pénètrent dans le faisceau tubulaire pour plonger à l’arrière vers le carneau de sortie. Cet ordre de parcours est le plus avantageux pour l’utilisation du combustible,
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  - car les gaz peuvent achever leur combustion avant de passer dans le faisceau tubulaire. Lorsque ce dernier est chauffé en deuxième parcours, les flammes s’éteignent dès qu’elles pénètrent dans les tubes et se rallument le plus souvent en sortant à l’avant, grâce aux rentrées d’air qui existent presque toujours aux joints des portes de nettoyage de la boîte à fumée; la surface de chauffe tubulaire est alors très mal utilisée. La raison qu. faisait adopter ce parcours pour les gaz chauds était qu'en faisant lécher les carneaux latéraux par des gaz refroidis dans le corps cylindrique, on diminuait les pertes par les maçonneries, portées à une température moins élevée. Mais on a reconnu expérimentalement que les pertes additionnelles produites par l’élévation de température des parois du massif, sont beaucoup moindres que celles occasionnées par le passage des flammes en deuxième parcours dans le faisceau tubulaire.
  - Le chauffage des tubes en dernier parcours présente encore un autre avantage. La section de passage est très limitée, et le faisceau tubulaire constitue une résistance importante au mouvement des gaz. Résistance d’autant plus considérable que, pour un même poids de charbon, les gaz sont à plus haute température et occupent un plus grand volume. On brûlera donc, sur la même grille, plus de charbon, et on le brûlera mieux, si les tubes sont parcourus par des gaz à plus basse température. La production de la chaudière sera augmentée, et le rendement économique amélioré.
  - La prise d’eau des indicateurs de niveau est placée, pour les chaudières de la Compagnie de Fives-Lille, sur le côté du fond du corps cylindrique, entre l’enveloppe et les tubes. Cette disposition ne nous paraît pas recommandable; les indications du tube de verre peuvent être troublées par la vapeur qui est présente en cet endroit, et par les mouvements qu’elle occasionne dans l’eau. Nous préférons de beaucoup le moignon fixé sur le fond avant pour porter les indicateurs de niveau, dispositif existant sur les corps tubulaires des chaudières Berninghaus et Petzold, et adopté généralement à l’étranger. Cette disposition conduit à augmenter un peu le diamètre du corps cylindrique pour pouvoir y loger le même nombre de tubes, et augmente le prix de construction, mais c’est une considération qui doit être écartée, lorsqu’il s’agit d’assurer l’exactitude et la régularité des indications du niveau d’eau, le plus important appareil de contrôle.
  - La construction des chaudières est de tout premier ordre, et justifie la réputation universelle de la Compagnie de Fives-Lille.
  - 3° Ch. Crépelle-Fontaine a La Madeleine-lez-Lille.
  - Chaudière semi-tuhulaire à houilleurs et Chaudière multibouilleurs à circulation artificielle.
  - a) Chaudière semi-tubulaire à bouilleurs.
  - Ce générateur est à deux bouilleurs avec tubes Bérendorf. Il présente comme particularité une nouvelle disposition des tubes tirants qui servent à entretoiser les deux fonds. Dans les chaudières où les tubes ne sont pas amovibles, on admettait que le mandrinage des tubes dans les plaques produit une adhérence suffisante pour que les tubes raidissent les fonds, et les fassent résister, sans déformation apparente ni dangereuse, à 1 effort considérable exercé sur les fonds par la pression intérieure. Mais il a été reconnu (expériences de Wehrenfennig et de Stromeyer) que' cet entretoisement, par les tubes dudgeonnés, ne se maintient qu'autant que l’assemblage n’est pas soumis à une surchauffe; l’effet de cette surchauffe est de faire reprendre aux tubes mandrinés leur diamètre primitif, en détruisant l’adhérence entre le tube et la plaque. La surchauffe des plaques tubulaires se produit assez facilement, car elles se recouvrent rapidement d’une couche dç
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  - dépôts durs adhérents. Aussi les bonnes maisons de constructions ne comptent pas sur l’effet du dudgeonnage pour entretoiser les fonds, et insèrent dans le faisceau un certain nombre de tubes plus épais, généralement filetés et vissés dans les plaques, avec écrous et rondelles de serrage, pour relier rigidement les deux fonds entre eux.
  - Dans les chaudières avec tubes Bérendorf, l’effet d’entretoisement des tubes ordinaires n’existe pas, aussi faut-il étudier avec soin les liaisons qui raidissent les fonds.
  - M. Crépelle-Fontaine a imaginé une disposition qui nous paraît bonne. Le tube, formant entretoise, plus épais que les tubes ordinaires, est aussi établi sur le modèle Bérendorf, mais il dépasse la plus petite des deux bagues biconiques d’une certaine longueur filetée, qui reçoit une rondelle et un écrou extérieur. La fixation rigide de cette extrémité du tube est obtenue par le serrage de l’écrou. Toute pression intérieure qui tendra à écarter les plaques, tendra à augmenter l’adhérence de la bague dans la plaque à l’autre extrémité du tube. M. Crépelle-Fontaine obtient ainsi une entretoise peu coûteuse, très solide, démontable, avec des joints dont l’étanchéité est obtenue facilement.
  - Le travail de chaudronnerie de la chaudière est bien exécuté; les rivures, quoique faites à la main, sont établies avec beaucoup de soin.
  - b) Chaudière multihouilleurs à circulation artificielle.
  - La figure 65 montre la disposition d’ensemble de ce générateur, formé par la réunion de deux éléments, composés chacun de deux bouilleurs superposés qui communiquent par
  - Fig. 63
  - deux cuissards. Les deux éléments de cette chaudière à bouilleurs multiples (d où son appellation de multibouilleurs) communiquent dans le haut par un Iballon transversal, réunissant les espaces de vapeur, et qui porte les robinets de prise de vapeur. Les têtes des bouilleurs voisins sont réunies à l'avant, à leur partie basse, par des tubulures qui mettent en communication les masses d’eau des bouillenrs.
  - Ce type de chaudière est assez employé dans le nord de la France; on forme des^ éléments avec trois bouilleurs superposés, et l’on réunit dans un même massif jusqu’à trois éléments, formant ainsi des unités de grande puissance.
  - Le diamètre relativement faible des corps cylindriques, permet d’aborder facilement les hautes pressions de vapeur, tout en maintenant dans la chaudière un volume d’eau considérable. La création d’une circulation d’eau artificielle fait disparaître les inconvénients des ciels de vapeur qui se forment dans les bouilleurs ; aussi les chaudières ainsi disposées montrent en service des qualités de puissance, de rendement et de bonne tenue, qui en développent l’emploi, principalement là où les besoins du service exigent des consommations de vapeur très variables.
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  - La circulation artificielle est obtenue par l'adjonction de l’émulseur Dubiau, appareil dont nous avons déjà expliqué le principe et le fonctionnement.
  - Dans la chaudière multibouilleurs de M. Crépelle, les faisceaux tubulaires de circulation sont montés sur une caisse placée au débouché des cuissards arrière, dans les bouilleurs supérieurs. Dans les bouilleurs du bas, depuis l’avant au-dessus de la grille jusqu’auprès des cuissards arrière, est placé un écran qui capte la production de vapeur des surfaces les plus chauffées et la dirige vers le cuissard arrière, en empêchant ainsi la formation du matelas de vapeur, que l’on sait, sous les surfaces supérieures des bouilleurs. Un diaphragme, placé à l’avant de l'écran, empêche le passage de la vapeur captée vers le cuissard de l’avant ; un deuxième diaphragme étanche, en arrière de ce dernier cuissard, entre les parois du bouilleur et l’écran, barre toute communication pour l’eau au-dessus de l’écran. Le volume d’eau déversé par l’appareil émulseur parcourt le bouilleur supérieur de l’arrière à l’avant, descend par lé cuissard de façade, contourne l’écran et le diaphragme de tête, et vient balayer les tôles de coup de feu en parcourant le bouilleur du bas de l’avant à l’arrière. On appelle ainsi, sur la surface la plus chauffée, un très grand volume d’eau et on diminue beaucoup le volume de vapeur présent dans cette région. Le sens de la circulation a aussi pour effet de chasser, vers l’arrière du bouilleur du bas, les dépôts qui tendent à se déposer sur les tôles de coup de feu.
  - La localisation des dépôts est la source de fréquentes avaries dans les chaudières ne possédant pas la circulation artificielle. La nécessité de ménager à l’avant un passage suffisant pour les gaz, allant du deuxième au troisième parcours, fait reporter le premier cuissard de communication vers le fond de la grille, là où le développement de chaleur est le plus intense. Les remous qui se produisent dans l’eau des bouilleurs amènent les dépôts boueux en dessous de ce cuissard, et les chutes d’eau qui suivent les dégagements des gros ballons de vapeur, font tomber en cet endroit les paillettes de dépôts durs qui se détachent des parois du corps supérieur. Aux visites intérieures on trouve, au droit des cuissards de façade, des petits monticules de dépôts, origine de bosses et de poches dans cette partie de la surface de chauffe, et qui occasionnent des avaries, voire même des catastrophes. La circulation artificielle écarte ce danger.
  - 4° Armand Gjrard, a Paris.
  - Chaudière semi-tubulaire à deux houilleurs.
  - La chaudière de M. Girard n’offre aucune particularité. Gomme toutes les autres semi-tubulaires, elle est avec tubes Bérendorf; la construction en est bonne, et même assez soignée pour un appareil construit surtout à la main, en employant peu de moyens mécaniques.
  - M. Girard annonce par une affiche permanente que sa chaudière est du type classique, construite d’après les règles de l’Association Parisienne des Propriétaires d’appareils à vapeur. Si le constructeur, en employant le mot classique, a voulu dire que ce type de chaudière, par sa perfection, peut servir de modèle, cela prouverait qu’il n’a pas suivi les travaux théoriques et les recherches expérimentales qui depuis quinze ans ont fait réaliser de grands progrès, tant dans la production économique de la vapeur, que dans l’art de construire les chaudières.
  - Un détail nous a surtout frappé : on a placé la prise d’eau de l’indicateur de niveau d’eau^sur la tête d’un bouilleur, là où précisément se forme un espace de vapeur. L’Association parisienne des propriétaires d’appareils à vapeur, dont on invoque le nom, ne devrait cependant pas ignorer que ce mode de montage est des plus défectueux, que les indications ainsi données sont fausses et peuvent, parfois même, être dangereuses.
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  - o° Meunier et Cie, a Fiyes-Lllle.
  - Chaudières semi-tubiliaires à deux bouilleurs.
  - Les deux chaudières semi-tubulaires exposées par MM. Meunier et Cie, avec tubes Bérendorf, diffèrent par les dimensions, le timbre et la disposition des cuissards. La plus importante est représentée figure 66. Elle porte au-dessus du corps tubulaire un réservoir de vapeur, cylindrique.
  - Le diamètre du corps tubulaire est relativement petit afin d’éviter l'emploi de tôles trop épaisses, exigées par les hautes pressions actuelles. Ces épaisseurs de métal occasionnent, lorsqu’elles sont grandes, une mise en œuvre difficile et un outillage très per-
  - Fig. 66.
  - fectionné. Le faisceau tubulaire correspondant au développement de la surface de chauffe, occupe, par suite du petit diamètre du corps, la plus grande partie du réservoir principal; le plan d’eau est remonté et l’espace de vapeur se trouve réduit. Pour remédier à cet inconvénient on place un réservoir de vapeur supplémentaire,
  - Les premiers cuissards de dégagement sont placés, dans les chaudières Meunier, très loin de la tête du bouilleur; ils doivent probablement tomber derrière l’autel. Cette disposition augmente l’importance du matelas de vapeur dans la partie haute de l’avant des bouilleurs, puisque toute la forte production de la surface la plus chauffée vient s’accumuler en cet endroit.
  - Chaque bouilleur est raccordé au corps tubulaire par trois cuissards. Dans la chaudière à haute pression (fig. 66), le cuissard intermédiaire est rapproché du cuissard avant; il est rapproché du cuissard arrière sur l’autre chaudière. Ces deux dispositions contraires ne s’expliquent pas.
  - Les fonds des corps tubulaires sont entretoisés par des tubes tirants dont un jnodèle est exposé comme pièce détachée. C’est une modification du tube tirant employé par M.. Crépelle-Fontaine, lequel est le premier en date. Les cônes de portages sont moins accusés et l’assemblage sur les plaques a lieu par deux écrous pour chaque joint, l’un à l’intérieur du fond, l’autre à l’extérieur. Au double point de vue de la solidité de l’assemblage et de l’étanchéité du joint, ces modifications du tube tirant de M. Crépelle-Fontaine ne paraissent pas justifiées.
  - MM. Meunier et Cie exposent aussi des échantillons d’assemblages et de rivures. La
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- - 126 — 2 LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - seule pièce intéressante est l’anneau découpé sur un assemblage de viroles, et aplati, montrant la parfaite adhérence des pinces.
  - 6° À. Montupet, a Paris.
  - Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs, à courants renversés.
  - La figure 67 représente l’arrangement schématique de la chaudière semi-tubulaire exposée par M. Montupet, et des dispositions qu’il a adoptées pour renverser le sens des courants naturels.
  - Les deux cuissards d’arrière sont coiffés d’un conduit de dégagement formant cheminée d’appel, et l’avant des bouilleurs est disposé avec un écran, qui capte la vapeur produite sur les surfaces de coup de feu et la force à s’accumuler dans le haut des
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  - Fig. 67.
  - bouilleurs, à l’arrière du cuissard de façade. Cette disposition tend à réaliser, mais imparfaitement, à notre avis ce que l’on obtient par l’application de l’émulseur Dubiau dans les chaudières a bouilleurs.
  - Chez M. Montupet, le mouvement d’eau sera beaucoup moins important que chez M. Crépelle-Fontaine, par exemple, à cause de la forme et de la grande section de la cheminée de dégagement, qui ne permet pas d’utiliser, pour la circulation, l’énergie de position des bulles de vapeur. M. Montupet n’obtiendra pas non plus, croyons-nous, la circulation automatique et continue de l’eau, parce que son dispositif ne réunit pas les éléments indispensables pour établir cette circulation.
  - 7° N. Roser a Saint-Denis (Seine).
  - Chaudière semi-tubulaire à deux bouilleurs et dégagement direct.
  - M. Roser présente une chaudière semi-tubulaire dénotant son intention de suivre l’évolution qui se manifeste, depuis quelques années, au sujet de la circulation de l’eau dans les chaudières.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - L’appareil, représenté fîg. 68, se compose d’un corps tubulaire surmontant deux bouilleurs. Un cuissard réunit l’arrière de chaque bouilleur au corps tubulaire. Le cuissard
  - de l’avant est supprimé ; il est remplacé par une colonne de dégagement, qui déverse au plan d’eau la production du bouilleur, sans qu’elle ait à traverser toute la masse d’eau du corps tubulaire. La montée des bulles dans ces colonnes, à section plutôt faible, produira
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- - 128 — 2 LA MECANIQUE A L’EXPOSITION
  - dans le bouilleur une dépression qui déterminera un mouvement de circulation par le cuissard arrière.
  - Nous avons établi en 1894, au début de nos expériences industrielles sur la circulation, une chaudière semi-tubulaire avec le dispositif présenté par M. Roser; le dessin se trouve dans notre Traité des Chaudières à Vapeur paru en 1895.
  - Cette chaudière d’expérience nous a-permis de relever des constatations fort intéressantes, dont plusieurs ont été constatées de visu par l’éclairage intérieur de la chaudière. Elles nous ont démontré que cette disposition ne tenait pas compte de deux conditions essentielles : 1° Pour que la circulation de l’eau s’établisse d’une façon permanente, régulière et toujours dans le même sens, il faut absolument que les courants soient canalisés sur les surfaces de grande production, en évitant que la formation du matelas de vapeur puisse venir entraver le libre fonctionnement du retour d’eau, et que, par des moyens appropriés, on répartisse uniformément les charges d’eau dans le bouilleur; 2° Pour le rendement économique de l’appareil et la répartition des dépôts, il n’est pas indifférent de provoquer la circulation plutôt dans un sens que dans l’autre. A ces deux points de vue, notre disposition de 1894, reprise aujourd’hui par M. Roser, est défectueuse.
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- - TROISIÈME PARTIE
  - APPAREILS AUXILIAIRES
  - CHAPITRE XI
  - Appareils de sécurité, de contrôle et d’alimentation.
  - L’exposition comprenait un nombre considérable d’appareils auxiliaires qu’il nous est impossible de décrire tous ; nous signalerons seulement les nouveautés.
  - Nous avons remarqué, surtout sur les chaudières étrangères, que les tubes de niveau d’eau étaient protégés extérieurement par une enveloppe en verre, très épaisse, disposée de façon qu’en cas de rupture du tube de niveau d’eau, les éclats ne puissent atteindre le personnel de chauffe. Cette disposition est très recommandable et nous espérons qu’elle se développera en France où de pareils dispositifs sont très rares.
  - Nous avons aussi remarqué que dans les tubes de niveaux d’eau on s’attachait à rechercher une disposition permettant de faire ressortir d’une façon très apparente la position du niveau de l’eau dans le tube.
  - Cette question a une importance capitale, dont beaucoup d’industriels ne paraissent pas se rendre compte ; souvent, dans nos visites aux chaufferies, nous avons constaté qu’il était impossible de distinguer la position du niveau de l’eau dans le tube, parce qu’il était sale extérieurement ou intérieurement.
  - Il est du plus grand intérêt, malgré l’état plus ou moins propre du tube, de toujours voir la position du niveau de l’eau; on connaît les tubes appelés photophores assez répandus en France; les indications qu’ils donnent laissent un peu à désirer, et dépendent de la position de l’observateur.
  - Nous trouvons exposés un certain nombre de dispositifs tous basés sur le même principe que le tube photophore.
  - Sur les niveaux d’eau fabriqués en Allemagne, la partie occupée par l’eau est absolument noire, tandis que la partie au-dessus de l’eau a un aspect de métal blanchâtre. Ces indicateurs sont à plaques de verre ; le fond de la boîte métallique est argenté avec un dispositif de cannelures produisant par réfraction l’effet ci-dessus. Les indications de ces appareils sont tellement visibles que plusieurs constructeurs français, MM. Roser, Montu-pet, la Société des Générateurs Mathot, les ont installés sur leurs chaudières au cours de l’Exposition.
  - Parmi les indicateurs à tubes de verre, nous signalerons un dispositif de la Société du Verre étiré, 10, rue Thimonier à Paris, avec raies transversales ; dans la partie occupée par l’eau les raies, par réfraction, paraissent verticales. Ce dispositif nous a paru être le meilleur et le plus efficace.
  - Dans la classe des appareils de sécurité, nous signalerons les dispositions imposées par le service mécanique pour l’isolement des générateurs en cas de rupture des conduites, ou d’accident aux chaudières.
  - La Mécan. à l’Expos. — N° 2.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Lorsqu’une certaine quantité de chaudières alimentent la même conduite, les règlements français prescrivent de former des groupes, dont l’importance est limitée, et d’intercaler (sur la conduite de vapeur partant de ces groupes) des clapets automatiques de retenue de vapeur.
  - On a interprété ces prescriptions de différentes façons, les uns ont admis que le clapet devait se fermer sur le groupe qu’il dessert ; d’autres ont cru que c’était sur la conduite générale que devait avoir lieu la fermeture des clapets ; de sorte que la question n’était pas résolue dans toute la généralité.
  - Le service mécanique de l’Exposition a imposé, avec raison, des valves pouvant se fermer dans les deux sens, sur les chaudières ou sur la conduite générale, et elle a en outre imposé un clapet de retenue sur chaque chaudière.
  - D’une façon générale, ces valves sont constituées par un diaphragme métallique oscillant, à l’intérieur d’une boîte, autour de l’axe auquel il est fixé. Cet axe porte un levier extérieur. Lorsque, par suite d’une déchirure, l’écoulement de vapeur devient très considérable, le diaphragme est entraîné par l’acroissement de vitesse et vient s’appliquer sur l’orifice de sortie de la vapeur. Théoriquement la disposition est bonne ; la fermeture s’opère bien dans les deux sens ; seulement la sensibilité de l’appareil est suffisante pour fonctionner intempestivement, dès que la production de vapeur dépasse celle pour laquelle l’appareil est réglé. C’est pour cette raison qu’on dispose un levier extérieur permettant de décoller le diaphragme, et de le ramener à sa position normale.
  - En tant qu’appareils de sécurité, ce sont les seules innovations que nous avons remarquées.
  - Voici la liste des exposants d’appareils de sécurité, de contrôle, et autres accessoires :
  - FRANCE
  - MM. J. Borël, à Paris. Injecteurs.
  - Gaillette et Narçon, à Paris. Robinetterie.
  - J. Ducomet, à Paris. Appareils de sûreté.
  - J. Grouvelle et H. Arquembourg, à Paris. Robinetterie.
  - A. Gcyot, à Montreuil-sous-Bois. Robinetterie.
  - H. Hamelle, à Paris. Robinetterie.
  - Olivier Lefèvre, à Saint-Quentin [Aisne). Robinetterie et appareils de sûreté. Martel et Bousselet, à Paris. Robinetterie.
  - L. F. Pile, à Paris. Robinetterie et appareils de sûreté.
  - P. Régner, à Paris. Accessoires de chaudières.
  - Risacher et Hébert, à Paris. Appareils de sûreté.
  - Muller et Roger, à Paris. Robinetterie et appareils de sûreté.
  - L. Protais, à Paris, Manomètres.
  - ALLEMAGNE
  - SciiAEFFER ET Budenberg, à Buckau. Robinetterie et appareils de sûreté. Siennes, à Mulheim-sur-la-Bühr. Soupapes de sûreté.
  - P. Suckow, à Breslau. Robinetterie et accessoires.
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  - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - ETATS-UNIS
  - Ashton Valve Company, à Boston. Soupapes de sûreté.
  - Coale Muffler et Safety Valve Co, à Baltimore. Soupapes de sûreté. Crâne Co, à Chicago. Soupapes de sûreté.
  - Fort Waynë Safety Valve Co, à Fort Wayne. Soupapes de sûreté. Lunkeniieimer Co, à Cincinnati. Robinetterie et injecteurs.
  - GRANDE-BRETAGNE
  - Empire Safe Co, à Birmingham. Accessoires et Robinetterie. IIartley" et Sugden Ltd, à Halifax. Accessoires et Robinetterie. Smith Frères etCo, à Nottingham. Accessoires et Robinetterie.
  - PAYS-BAS
  - Dikkers et Cie, à Hengelo. Accessoires et Robinetterie.
  - Les appareils d'alimentation comprennent : les pompes, les injecteurs et les épurateurs d’alimentation.
  - Les pompes sont traitées dans une autre partie de cette Revue.
  - Les injecteurs sont représentés par de nombreux spécimens, sans offrir aucune nouveauté intéressante à signaler.
  - Les épurateurs d'eau d’alimentation ont une importance considérable lorsque les eaux d’alimentation sont très chargées en sels de chaux. Leur emploi est indispensable si l’on est soucieux de la conservation des chaudières et des économies de combustible.
  - D’une façon générale on peut répartir les épurateurs en deux classes bien distinctes :
  - 1Q Les appareils à précipitation par la chaleur ; »
  - 2° Ceux à précipitation par un réactif.
  - Parmi les appareils de la première classe, nous citerons les détartreurs Chevalet Mazeran et Sabrou, et Leroy.
  - Ces appareils fonctionnent soit avec la YTapeur d’échappement des moteurs, soit avec de la vapeur venant directement de la chaudière ; dans le premier cas ils font aussi fonction de réchauffeurs, dans le deuxième ils sont simplement épurateurs.
  - Dans les dispositions de ces appareils on cherche à obtenir le contact le plus grand de la vapeur et de l’eau; à cet effet on dispose, à l’intérieur, une série de bacs, placés les uns au-dessus des autres, de façon que l’eau tombe successivement de l’un à l’autre en nappe mince et divisée. Le contact recherché est ainsi effectivement obtenu.
  - - Les constructeurs admettent ensuite que les précipités restent au fond des bacs ; ce résultat est moins bien obtenu que le précédent, car pour cela les bacs devraient avoir une beaucoup plus grande capacité.
  - Les appareils de cette classe présentent donc le grand inconvénient de ne pas permettre une décantation suffisante. La précipitation j est imparfaite et on doit leur préférer les appareils à réactifs.
  - Les épurateurs chimiques exposés étaient plus nombreux que les détarteurs à vapeur. Voici la liste des exposants de ces appareils :
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - MM. Paul Barbier, à Paris; A. Buron, à Paris; Howatson et Gie, à Neuilly-sur-Seine; A. Philippe, à Paris; Société Anonyme « L’épuration des eaux », à Paris; Société Anonyme de la Madeleine, à Lille; Société du filtre Maignen, à Paris; A. Dervaux, à Bruxelles.
  - Dans ces appareils, la précipitation est obtenue par l’addition d’un réactif à l’eau d'alimentation; potasse, soude ou magnésie.
  - Les épurateurs se composent de trois parties bien distinctes :
  - Une partie sert au mélange et au brassage des réactifs avec l’eau d’alimentation ; une autre partie à un premier filtrage qui se fait à travers des matières filtrantes grossières, telles que copeaux, paille, etc. ; enfin une dernière partie, la plus volumineuse, servant à la décantation. Cette dernière partie est formée par un réservoir de très grand volume, condition absolument indispensable si on veut obtenir un résultat satisfaisant ; dans ce réservoir sont disposées des chicanes qui facilitent la décantation, en retenant par adhérence les produits de la précipitation.
  - Ces appareils sont tous efficaces, à la condition de titrer tous les jours l’eau d’alimentation, et de doser la quantité de réactif nécessaire. Un excès de réactif attaquerait les appareils en cuivre fixés aux chaudières ; une insuffisance de réactif ferait passer aux générateurs une certaine quantité d’eau non épurée.
  - Les épurateurs chimiques sont tous très volumineux ; il faut beaucoup de place pour pouvoir les installer. Cependant nous ne saurions trop en recommander l’emploi dès que le degré hydrotimétrique des eaux d’alimentation est un peu élevé.
  - Enfin, pour terminer cette rubrique, nous devons signaler une disposition d’alimentation qui tend à se généraliser sur les chaudières multitubulaires, principalement sur celles du type marine. Par suite des faibles dimensions de certains réservoirs supérieurs de ces chaudières, l’alimentation devient des plus difficiles. Il faut en assurer la régularité, car le plan d’eau doit être maintenu sensiblement constant dans ces réservoirs. Il faut une observation ininterrompue des niveaux d’eau, pour pouvoir régler l’alimentation. Afin de remédier à cette situation les constructeurs disposent sur leurs chaudières un appareil dit alimentateur automatique.
  - Avec cet accessoire, les pompes alimentaires sont réglées automatiquement par la pression dans le refoulement. A cet effet on place, sur la conduite de refoulement, un robinet ou clapet manœuvré par un levier, dont l’extrémité est munie d’un flotteur. Ce flotteur suit les variations du plan d’eau supérieur, de façon que lorsque ce plan d’eau s’élève, le flotteur monte, le robinet ou le clapet se ferme et laisse écouler moins d’eau; la pression augmente alors dans la conduite de refoulement et la pompe ralentit. Si le plan d’eau baisse, le robinet, ou le clapet, s’ouvre davantage, la pression dans la conduite diminue et la pompe accélère son mouvement.
  - Nous donnons à la figure 691a disposition de l’alimentateur automatique de la Maison Niclausse. Cet appareil fonctionne dans les conditions que nous venons d indiquer; il est en outre pourvu d’un sifflet d’alarme avertisseur.
  - Remarquons que ce régulateur a pour but, dans les chaudières Niclausse, d’obtenir l’automaticité de l’alimentation dans des limites relativement restreintes. Lorsque le débit des chaudières augmente, ou diminue, dans de grandes proportions, il est nécessaire d’agir à la main sur la valve d’alimentation.
  - L’appareil doit être réglé d’avance pour la production normale qu’on veut obtenir de la chaudière; un dispositif permet de faire varier l’ouverture de la soupape automatique par rapport à la position moyenne du flotteur, correspondant au niveau moyen dans le réservoir cylindrique. On détermine l’ouverture de cette soupape en alimentant, d’une façon continue, la chaudière en marche (marche qui doit correspondre autant que possible
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - à la production moyenne), et on cherche la position qui permet d’obtenir un niveau constant dans le tube de l’indicateur.
  - Le régulateur d’alimentation est la conséquence forcée de la faible dimension des réservoirs supérieurs ; les constructeurs soutiennent que cet appareil n’est pas indispensable, mais en fait ils l’emploient couramment ; sans régulateur, la question d’alimentation serait par trop délicate, et la sécurité reposerait tout entière sur le plus ou moins d’attention du chauffeur. De sorte que l’alimentation automatique, qui est présentée comme un progrès, ne sert, en réalité, qu’à parer à l’insuffisance du volume d’eau.
  - Nous ne contestons pas l’utilité du régulateur d’alimentation dans la marine de
  - Fig. 69. — Alimentateur Niclausse.
  - guerre, où tout est sacrifié à la légèreté des appareils moteurs : ce régulateur y rend les plus grands services, car les réservoirs d’eau et de vapeur sont par principe très petits, et l’alimentation serait impossible sans les régulateurs automatiques.
  - Parmi les appareils qu’on pourrait à la rigueur classer comme économiques, nous citerons le système de tirage induit de M. Louis Pratqui injecte de l’air dans la cheminée, par un ventilateur et une tuyère, pour aspirer les produits de la combustion. Ce dispositif peut rendre des services lorsque le tirage de la cheminée est insuffisant, ou lorsqu’on veut augmenter l’effet utile d’une cheminée. On peut avec lui éviter, dans une installation nouvelle, l’établissement d’une grande cheminée ; il suffit d’en élever un tronçon, juste suffisant pour l’évacuation des produits de la combustion.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Nous terminerons ce chapitre en reproduisant les chiffres relevés sur un diagramme présenté par la Cie Générale des Appareils économiques (Ancien Economie Steam Box), à Paris.
  - On sait que par Economie Steam Box (Boîte à vapeur économique), on a désigné un écran métallique placé dans la boîte à fumée des chaudières tubulaires. Cet écran est disposé pour barrer le passage direct aux gaz qui sortent des tubes les plus rapprochés du conduit d’appel. On prétend ainsi mieux répartir la masse des gaz dans le faisceau tubulaire.
  - D’après le diagramme exposé, voici quelles seraient les températures relevées, avec un pyromètre à eau Siemens, dans la boîte à fumée d’une locomotive du Great Northern.
  - Nous avons transformé les degrés Fahrenheit en degrés centigrades.
  - Rangées de tubes. Sans l’Economie Steam Box. Avec l’Economie Steam Box
  - Première fa O O CM 215° C 276° F 136° C
  - Septième 357 180 294 146
  - Onzième 349 166 307 152
  - Quinzième 326 J 63 314 156
  - Vingt-et-un ième 272 133 293 145
  - On voit immédiatement que les températures relevées sont inférieures à celles correspondant à la pression de la vapeur dans la chaudière.
  - Le diagramme montre simplement que les expérimentateurs étaient peu exercés, et qu’une cause quelconque, défaut d’appareil, ou autre, est venue fausser les résultats.
  - Une pareille erreur n’est pas particulière à la Cie générale des Appareils Economiques; nous l’avons déjà relevée dans bien des résultats d'essais. Si nous la relatons, c’est pour mettre en garde les expérimentateurs peu exercés contre de semblables résultats.
  - CHAPITRE XII
  - Appareils d’économie.
  - Les appareils d’économie se divisent en : Foyers et grilles;
  - Surchauffeurs de vapeur ;
  - Réchauffeurs d’eau d’alimentation.
  - a) Foyers et Grilles.
  - On trouve à l’Exposition un nombre relativement élevé de dispositions diverses de grilles et de foyers.
  - En fonctionnement, nous relevons une installation de foyers mécaniques importante de la Compagnie Babcock et Wilcox, à l’usine La Bourdonnais et aux chaudières de T’usiné élévatoire Wortingtôn.
  - La figure 70 représente la disposition employée, qui comprend d’abord une grille animée d’un mouvement de translation. A cet effet la grille se compose de barreaux très
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - 2 - 138
  - courts, assemblés de façon à former un tablier souple, pouvant s’enrouler sur deux tambours placés l’un à l’avant, l’autre à l’arrière, près de l’autel, dont il est écarté d’environ 0 m. 500. De sorte que si on imprime au tambour placé au dehors un mouvement circulaire très lent, le tablier se déplacera horizontalement de 1 avant à l’arrière, et si on dispose à l’avant une hotte pouvant recevoir le combustible d’un distributeur automatique, on assure le chargement et le fonctionnement automatique de la grille. A l’arrière, à l’endroit où la grille mobile vient sur le deuxième tambour, se trouve une pièce en fonte encastrée dans les maçonneries, et ayant une partie mobile à l’avant. Cette pièce sert de raclette à la grille, et enlève les scories, lesquelles viennent tomber dans l’espace compris entre le tambour arrière et l’autel.
  - Tout le système .est monté sur galets et sur rails, de façon à pouvoir être retiré de
  - dessous la chaudière pour les réparations.
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  - Fig. 70. — Grille mécanique Babcokr-Wilcox.
  - En ajoutant que par un dispositif d’enclenchement on peut régler l’avancement de la grille, et par suite, l’allure de la combustion, nous aurons suffisamment décrit la grille mécanique Babcock et Wilcox.
  - Nous avons suivi de très près son fonctionnement, et nous avons toujours trouvé qu'il y avait au moins un appareil en réparation. Cette constatation nous permet de dire que les frais d’entretien et de chômage doivent être très élevés.
  - Nous avons vu également qu’une quantité considérable de combustible tombait dans le cendrier ; mais à l Exposition, à l’usine La Bourdonnais, la perte était de peu d’importance, car on reprenait le combustible tombé et on le chargeait sur les grilles des chaudières marines voisines. Ces constatations donnent la mesure de la valeur du dispositif.
  - Nous avons entendu dire que le mérite de cette grille était la fumivorité, presque parfaite. En effet la cheminée de l’usine Worthington ne fumait presque pas, mais nous avons remarqué aussi que l’arrière de la grille était absolument découvert ; d où excès d’air considérable, et, par suite, absence de fumée, sans oublier le mauvais rendement. Toute grille ordinaire marchant dans ces conditions ne fera pas de fumée, et h aura par suite aucun mérite spécial.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Nous n’entendons la fumivorité qu’à la condition de ne pas diminuer le rendement du foyer et du générateur.
  - Il y a encore en fonctionnement à l’Exposition, sous les chaudières Babcock et Wilcox, à l’usine Sufîren, une grille Poillon dite à lames de persiennes, à cause de l’inclinaison qu’on donne aux lames métalliques formant barreaux. On dispose des lames inclinées en sens inverse afin d’obtenir un brassage des gaz avantageux pour le rendement. Ce système de grille est combiné avec une insufflation d’air sous les barreaux.
  - Le tout offre des avantages pour l'emploi des combustibles menus et pauvres. Pour brûler ces combustibles, il faut un tirage énergique ; c’est le tirage qui est la cause du résultat et non le type de l’appareil ; tous les dispositifs qui augmenteront le tirage seront également bons.
  - Lorsqu’il s’agit d’un combustible de bonne qualité, il n’est plus nécessaire d’activer le tirage; celui d’une cheminée bien établie est suffisant, et l’adaptation de ces appareils est alors préjudiciable à l’économie qu’on peut retirer du générateur; à moins toutefois que la cheminée soit insuffisante, et qu’il faille recourir à un tirage activé pour pouvoir brûler la quantité de combustible.
  - En dehors de ces deux appareils qui fonctionnent, les systèmes suivants sont exposés par des modèles :
  - MM. J. Ghagot et Gie, à Montceau-les-Mines. Foyer Meldrun. Cie Générale des Appareils économiques, à Paris. Double grille Noël. F. Creceveur, à Mantes. Grille mobile oscillante. G. Donders, à Nancy. Grille Kudlicz. Orvis et Hawkes, à Chicago. Système de foyer fumivore. J. Wagner, à Paris. Grilles diverses et foyers fumivores.
  - Nous ne décrirons pas tous ces différents systèmes qui sont connus et auxquels on peut appliquer d’une façon générale ce que nous avons dit à propos de la grille Poillon.
  - D’après les différents prospectus et brochures, tous ces appareils rendraient des services inestimables et feraient réaliser des économies considérables. Nous pensons que leurs mérites sont plus modestes, et ne dépassent pas les bénéfices d’une exploitation commerciale bien comprises.
  - b) Surchauffeurs.
  - Les appareils pour la surchauffe de la vapeur figurant à l’Exposition sont en petit nombre.
  - Les surchauffeurs Héring des chaudières Fitzner et Gamper, Berninghaus, les surchauffeurs Babcock et Wilcox, ont été décrits aux chapitres des chaudières. Seul un sur-chauffeur Schmidt, exposé par la maison Stork frères et Cio, à Hengelo (Pays-Bas), complète la série de ces appareils, qui sont représentés par un nombre insuffisant de dispositifs.
  - Le nom de M. Schmidt est intimement lié aux questions relatives à l’emploi de la vapeur surchauffée ; on sait que, le premier, il a employé les très hautes surchauffes de la vapeur, en créant des types de machines et chaudières spéciales.
  - Les documents qui nous ont été remis n’ont pas trait à l’appareil exposé ; il nous est, dès lors, impossible d’en donner la description détaillée. C’est un surchauffeur à petits tubes et à foyer indépendant, dans lequel passe la vapeur produite par une chaudière quelconque.
  - L’ensemble du surchauffeur et de la machine exposée, qui est aussi du système Schmidt, marque un revirement complet dans les idées primitives de l’inventeur sur l’emploi de la vapeur surchauffée. La machine à simple effet et la très haute surchauffe du début, sont remplacées par la machine à double effet et la surchauffe modérée, dont l’emploi ne présente pas d’inconvénients et donne des résultats économiques indiscutables.
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- - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
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  - c) Réchauffeurs ou économiseurs.
  - Ce genre d’appareils a la plus grande importance pour l’utilisation du combustible et on peut dire que ce sont les seuls dont le mérite ne soit pas contesté. Cependant dans l’établissement de ces appareils on a pu se heurter à des mécomptes, que les inventeurs et les constructeurs se gardent, à tort, de signaler, et qui n’infirment nullement la qualité du système.
  - L’économie produite par les réchauffeurs résulte de la quantité de chaleur qu’ils soustraient aux gaz provenant de la combustion, après que ces gaz ont léché la surface de chauffe de la chaudière. On obtient ainsi un abaissement de la température finale, et dans toute installation de ce genre, il faut s’assurer que cette chute de température n’entraînera par une diminution de l’effet utile de la cheminée, et, par suite, une combustion de charbon moins bonne ou plus faible. Cet effet a été constaté assez souvent.
  - Certains réchauffeurs utilisent la chaleur fournie par la vapeur d’échappement des machines, comme, par exemple, l’appareil exposé par la Maison Carpentier, et qui se compose d’un bac à l’intérieur duquel sont disposés un certain nombre de tuyaux, parcourus par la vapeur d’échappement d’une machine à vapeur. D’autres appareils sont en même temps réchauffeurs et détartreurs ; nous en avons déjà parlé lorsque nous avons examiné les appareils accessoires. Considérés dans leur double fonction ces appareils sont intéressants, et peuvent rendre de bons services.
  - Mais le réchauffeur le plus efficace est celui qui utilise la chaleur des gaz qui sortent de la chaudière ; on peut obtenir avec ces appareils un réchauffage très énergique de l’eau d’alimentation et même, dans bien des cas, suppléer à l’insuffisance de la surface de chauffe des chaudières. C’est en partant de cette considération que dans certains types de générateurs multitubulaires, et des plus connus, on a adapté des réchauffeurs en diminuant fortement la surface de chauffe des chaudières. On présente cette disposition comme un avantage considérable dans l’emploi du système de générateur ; la vérité est que tout autre générateur placé dans les mêmes conditions donnera les mêmes résultats.
  - D’une façon générale, les réchauffeurs sont constitués par des séries de tubes, que réunissent des collecteurs, de façon que l’eau passe successivement par les différentes séries de tubes ; dans certains réchauffeurs, comme ceux placés à la suite des chaudières De Naeyer, Montupet, on a même disposé les tubes de façon à former un serpentin continu. Nous avons parlé de ces réchauffeurs aux chapitres des chaudières.
  - En dehors des appareils montés à la suite des générateurs, nous citerons les économiseurs Green (Lemoine). La surface de chauffe de ces appareils est disposée comme nous l’avons indiqué ci-dessus ; elle se compose de tubes en fonte placés verticalement.
  - L’emploi de la fonte est indispensable, car elle n’est pas attaquée, comme le fer et l’acier par l’acide sulfureux des gaz, lequel se condense avec la vapeur d’eau sur les surfaces froides des réchauffeurs.
  - Les tubes des réchauffeurs se recouvrent très rapidement de suie, et le rendement de l’appareil baisse beaucoup. Pour obvier à cet inconvénient, un dispositif mécanique manœuvrant des raclettes est adapté à l’économiseur. Ces raclettes se déplacent tout le long des tubes ; arrivées en haut elles redescendent pour remonter à nouveau, et ainsi de suite.
  - Nous terminons ici la description de ce qui nous a paru le plus intéressant à signaler parmi les appareils auxiliaires des chaudières à vapeur. Nous croyons devoir ajouter quelques mots sur les expositions des Associations de propriétaires d’appareils à vapeur.
  - Les Associations françaises présentent une exposition collective amplement pourvue
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  - de pièces plus ou moins avariées, d’incrustations plus ou moins curieuses, et dont certainement l’exhibition n’est pas nouvelle.
  - Nous n’y avons remarqué aucun des appareils de contrôle et d’expérimentation que ces Associations devraient nécessairement posséder, à un tel point qu’on pourrait se demander si réellement ces appareils de contrôle font partie du matériel de nos Associations ou si elles les connaissent.
  - Les Associations italiennes présentaient également au public, en même temps que le résumé de leurs travaux, une collection restreinte de pièces intéressantes au point de vue des défauts qu’elles révélaient.
  - L’Association autrichienne mérite une mention spéciale, car elle exposait les appareils qui lui servent dans ses essais; essais auxquels préside un esprit scientifique d’étude et d’investigation, qui fait entièrement défaut dans les Associations françaises. L’attribution d’un Grand Prix à cette Association, qui expose pour la première fois en France, est une très juste récompense de ses efforts et de ses travaux, et une exacte appréciation du mérite de sa Direction et de son personnel.
  - L’attention des ingénieurs et des industriels français ne donne pas à cette question du rendement des chaudières toute l’importance qu’elle mérite, et qu’on lui attribue surtout dans les pays allemands. ,
  - En France, les chaudières ont d’abord été vendues au poids, ensuite à la surface de chauffe. Depuis quelques années, à la suite du développement des générateurs multitubu-laires, les chaudières se vendent surtout d’après la puissance de production de vapeur par heure. C’est un moyen commercial élastique, puisque, suivant les cas, la surface de chauffe est plus ou moins mise à contribution.
  - Mais l’effet utile des chaudières n’est pas mesuré en pourcentage du pouvoir calorifique du combustible. On stipule un poids d’eau vaporisé par kilogr. de combustible sec et cendres déduites. Et c’est naturellement toujours par l’emploi d’un combustible de toute première qualité que l’on réalise les vaporisations qu’on devrait obtenir avec des combustibles courants, et parfois même médiocres.
  - L’industriel ou l'ingénieur chargé d’une installation portera toute son attention sur la machine à vapeur. On immobilisera facilement, et volontiers, des sommes considérables pour la machine la plus économique (au point de vue de nos conditions de machines économiques), mais on lésinera sur l’installation des chaudières, pour laquelle on choisira presque toujours l’offre la plus basse, sans aucun égard au mérite des appareils. On ne se rend pas compte que, la machine à vapeur utilisant au grand maximum 12 à 15 p. 100 de la chaleur du combustible, un écart de consommation de 10 p. 100 entre deux machines (ce qui est déjà un écart considérable), ne correspond en réalité qu’à une différence de 1, 2 à 1, 5 p. 100 dans l'utilisation du combustible, alors que, par la mauvaise disposition des chaudières et des services de chauffe insuffisants, on perd le plus souvent 20, 30 ou 40 p. 100 de l’énergie contenue dans le combustible.
  - Aussi sommes-nous d’avis qu’il faut de toute nécessité fixer le rendement des chaudières d’après le pouvoir calorifique du combustible employé.
  - Le rendement théorique d’une chaudière est le rapport entre les calories cédées à l’eau par kilogr. de combustible et le pouvoir calorifique du kilogr. de combustible, en admettant :
  - 1° Que la combustion soit complète et parfaite;
  - 2° Qu’il n’y ait aucune perte de chaleur dans la chaudière ;
  - 3° Que les.gaz sortent de la chaudière à la limite de transmission de la chaleur,, c’est-à-dire à la température de la chaudière.
  - La quantité de chaleur emportée par les gaz, même dans ces conditions théoriques, est très importante. Pour la calculer il faut connaître leur composition, laquelle varie avec la composition du combustible.
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  - LES CHAUDIÈRES A VAPEUR
  - Prenons une houille donnant à l’analyse les proportions suivantes d’éléments combustibles :
  - Carbone, 83 p. 100 ; hydrogène, 5 p. 100 ; oxygène, 4 p. 100.
  - L’hydrogène se répartit en 4/8 combinés avec l’oxygène du combustible, et 4, 5 p. 100 libres pour la combustion.
  - Le pouvoir calorifique théorique par kilogr. de ce combustible sera :
  - * Carbone..... 0,830 X 8080 = 6706,4
  - Hydrogène . . 0,045 x 34462 = 1550,79
  - soit 8257,19 calories.
  - La combustion théorique, parfaite et complète, donnera :
  - Carbone 0 kg. 830 -j- 9 kg. 645 air = 10,475 kilogr. (CO2 -j- AZ) Hydrogène 0 kg. 045 -f- 1 kg. 575 air = 1,620 kilogr. dont 405 grammes eau. (H -f- O) de composition 0 kg. 005 0 kg. 040 = 0,045 kg. (45 grammes eau).
  - Les produits de cette combustion donneront :
  - 11,690 kilog. de gaz et 450 grammes d’eau.
  - Pour une pression de 10 kilogr. les pertes à la cheminée seront :
  - Gaz 11,690 x 183° x 0,236 cal. = 504,867 cal.
  - Vapeur d’eau 0,450 x 637 cal. = 286,65 »
  - Surchauffe 0,450 x 83° x 0,48 cal. ' = 19,92 »
  - Perte théorique parla cheminée 811,437 cal. „
  - La chaudière aurait absorbé 7445,753 cal. par kg. de combustible, et le rendement théorique serait :
  - 7445,753
  - 8257,19
  - = 90,17 p. 100
  - Ce rendement théorique ne peut jamais être obtenu.
  - Le maximum de rendement pratique doit être établi en tenant compte des pertes inévitables qui se produisent.
  - 1°) Perte par combustion incomplète, fumée, charbon dans les cendres, etc. au moins 5 p. 100.
  - 2°) Perte par rayonnement et conductibilité du massif au moins 5 p. 100.
  - 3°) Perte par l'excès d’air absolument nécessaire pour la combustion, laquelle exige au moins 16 kilogr. d’air par kilogr. de combustible (ce qui correspond à une proportion, peu fréquente, de 13,5 p. 100 de CO2 au registre).
  - 4°) Excès de température des gaz sur la température de la chaudière. Il ne saurait être inférieur à 100°, écart de température qui est la limite pratique de transmission delà chaleur des gaz.
  - Ces deux derniers éléments de perte donnent, pour le cas considéré ci-dessus au point de vue théorique, comme perte minimum à la cheminée.
  - Gaz [11,69 + (16 —11,220)] x 283° x 0,236 cal. = 1100 cal.
  - Vapeur d’eau 0,450 x 637 cal. = 286, 65
  - Surchauffe 0,450 x 183» X 0,48 = 39,528
  - Perte minima par la cheminée
  - 1426,178 cal.
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  - Et le rendement maximum pratique sera calculé ainsi :
  - Perte à la cheminée Perte par combustion incomplète
  - Perte par le massif.
  - Pertes minima
  - Rendement pratique maximum
  - 8257,19 — 2231,898 8257,19
  - 1426,178 cal. 412,86 cal. 412,86 cal.
  - 2251,898 cal.
  - 72, 7 p. 100.
  - Voilà ce que l’on peut obtenir, dans les conditions les plus favorables, d’une chaudière sans réchauffeur d’eau d’alimentation. Avec ce dernier appareil, la température des gaz s’abaisse, car l’excès de température se rapporte alors à la température de l’eau d’alimentation. Les pertes par la cheminée diminuent beaucoup, le rendement se relève et peut atteindre 80 p. 100.
  - Les indications qui précèdent permettent de contrôler et de juger la valeur des chiffres qui sont présentés pour l’effet utile des chaudières. Elles montrent aussi tout l’intérêt qui s’attache à l’adoption d’une méthode d’essais rigoureuse et scientifique, pour déterminer les rendements des chaudières à vapeur.
  - ANNEXE
  - TABLEAU SYNOPTIQUE DES CHAUDIÈRES EN SERVICE
  - Nous donnons dans le tableau ci-contre les surfaces de chauffe et de grille ainsi que les productions de vapeur des chaudières fonctionnant pour les services de l’Exposition.
  - Dans la quatrième colonne est inscrite la production pour laquelle la surface de chauffe se trouve dans les meilleures conditions d’absorption de la chaleur. La dernière colonne présente les allures de grille correspondantes à ces productions, avec nos combustibles industriels de qualité courante. On peut de la sorts comparer les chaudières entre elles, comparer les productions observées aux productions de meilleure utilisation, et apprécier les conditions de marche des foyers, lesquels donnent leur rendement maximum avec des allures d’environ 70 kilog. par mètre carré et par heure (dépression de 10 à 12 millimètres après le registre).
  - Voici les chiffres adoptés pour les calculs :
  - Chaudières multitubulaires : production 12 kilog. par mètre carré S, rendement 7,5 brut.
  - Chaudières multitubulaires avec réchauffeur ou émulseur Dubiau : production 14 kilog. par mètre carré S, rendement 8 brut.
  - Chaudières à foyer intérieur : production 15 kilog. par mètre carré S, rendement 7, brut.
  - Chaudières à foyer intérieur Tischbein : production 10 kilog. par mètre carré S. rendement 8 brut.
  - Chaudières à foyer extérieur : production 10 kilog. par mètre carré [S, rendement 7,5 brut.
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- - LES CHAUDIERES A VAPEUR
  - 2 — 141
  - DÉSIGNATION DES CHAUDIÈRES SURFACE de chauffe SURFACE de grille PRODU de vapeur observée CTION par heure calculée O 2 £c < O
  - al Multitubulaires Biétrix, Leflaive, Nicolet et Cie m- m2 kgr. kgr. kgr. par
  - 159 4.50 2.700 1.910 m- heure 57
  - Cle Française Babcock et Wilcox:
  - Usine La Bourdonnais :
  - Chaudière à chauffage mécanique 170 3.11 2.200 2.040 87
  - Chaudière type marine 269 7.15 4.500 3.220 60
  - Usine Suffren : Chaudière double 301 6.17 3.500 3.610 78
  - Usine élévatoire Worthington :
  - Chaudière à chauffage mécanique 114 2.33 — 1.370 81
  - Crépelle-Fontaine 210 5.40 3.000 2.940 69
  - A. Montupet :
  - Chaudière type terrestre 133 3.60 2.200 1.610 60
  - Chaudière type marine (Réchauffeur 34m2).. . . 113 3.32 2.200 1.580 55
  - J. et A. Niclausse 100 2.94 1.700 1.200 54.5
  - N. Roser . . i . 260 4.55 3.300 3.120 91.5
  - Société des Générateurs Mathot :
  - 2e grandeur 168 4r77 3.200 2.020 57
  - lre grandeur 348 9.53 6.000 4.180 58,5
  - 3e grandeur 54 1.43 1.000 650 60
  - Solignac, Grille et Cie 30 1.92 800 360 25
  - Pétry Dereux . . . .... 293 5.80 3.000 3.640 81.5
  - Simonis et Lanz ; .... 216 5.30 2.500 2.580 65
  - L. et C. Steinmueller . 254 5.60 4.000 3.050 73
  - l)e Naeyer et Cie (Réchauffeurs 112m2) 215 5.50 3.400 3.000 67.5
  - Société des Etablissements Fitzner et Gamper. 150 3.40 2.000 2.100 77
  - bj Chaudières a foyer intérieur
  - Ewald Berninghaus : Chaudière Tischbein 260 4.80 2.800 2.600 67.5
  - Chaudière à 3 foyers ( 125 4.46 1.500 1.875 56
  - Petzold et Cie 255 3.6 2.800 2.550 88.5
  - Société H. Pauckscli 100 3.24 1.200 1.500 61.5
  - Société Galloway 104 3.50 1.600 1.560 59.5
  - c/ Chaudières a foyer extérieur
  - Compagnie de Fives-Lille 208 4.24 2.100 2.080 65.5
  - A. Montupet 35 1.1 900 350 42.5
  - MACON, PROTAT FRÈRES, IMPRIMEURS.
  - Le Gérant : VVE Ch. Dunod.
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