La mécanique à l'exposition de 1900

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- - LA
  - MÉCANIQUE
  - A l'Exposition de 1900
  - Publiée sous le Patronage et la Direction technique d’un Comité de Rédaction
  - COMPOSÉ DE MM.
  - HATON DE LA GOUPILLIÈRE, G. O. Membre de l’Institut Inspecteur général des Mines, Président
  - BARBET, Jfc, ingénieur des arts et manufactures.
  - BIEN AYME, C. inspecteur général du génie maritime.
  - BOURDON (Édouard), 0. 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.
  - COLLIGNON (Ed.), Ô, inspecteur général des ponts et chaussées en retraite.
  - FLAMANT, 0. inspecteur général des ponts et chaussées.
  - IMBS, professeur au Conservatoire des arts et métiers et à l’Ecole centrale des arts et manufactures.
  - LINDER, C. inspecteur général des mines en retraite.
  - RATEAU, ingénieur des mines.
  - ROZÉ, répétiteur d’astronomie et conservateur des collections de mécanique à l’École .polytechnique.
  - SAUVAGE, 0. , ingénieur en chef des mines, professeur à l’École
  - des mines et au Conservatoire des arts et métiers.
  - WALCKENAER, 0. ingénieur en chef des mines, professeur à l’École des ponts et chaussées.
  - Secrétaire de la Rédaction-: Gusiave BICHABD, ift, 44, rue de Rennes.
  - 7e
  - LES RÉGULATEURS
  - LIVRAISON
  - LES MACHINES MARINES
  - Par M. LECORNU
  - Par M. G. RICHARD
  - PARIS. VI
  - VVE GH. DUNOD, ÉDITEUR
  - 49, QUAI DES GRANDS-AUGUSTINS, 49
  - TÉLÉPHONE 147.92
  - 1902
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- - «SMS^ yy •
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- - TABLE DES MATIÈRES
  - LES RÉGULATEURS
  - Pages.
  - Régulateur Porter................................................................................... 3
  - — Beer.................................................................................... 3
  - — Proeel............,....................................................... ............. 4
  - — isochrones ou quasi-isochrones de Buss.................................................. 4
  - — Pichault.................................................................................... 4
  - — Tangye...................................................................................... 4
  - — Whitehead................................................................................. 3
  - — Schæffer-Budenberg.......................................................................... S
  - — Toile..................................................................................... 6
  - — Monarch.................................................................................... 6
  - — Gardner................................................................................... 6
  - — Hartnel..................................................................................... 7
  - — Bèrger Noël........................................................................... 7
  - Manifold.....................................;.......................................... 8
  - — Mac Even.................................................................................. 9
  - — Kelley...................................................................................... 9
  - — Robinson................................................................................. 10
  - — Rite.................................................................................... 12
  - — Hersbey et Allen.................................................................. ...... 13
  - — Bail et Wood............................................................................... 13
  - Système Bonjour....................................................................................... 14
  - Machine Bollinckx, à détente Rider.................................................................... 14
  - — Dujardin, à distribution genre Corliss.................................................. 14
  - — Bietrix (système Collmann)............................................................... 14
  - — de la Société de Brünn..................................................................... 14
  - Régulateur Dales..................................................................................... 15
  - Régulateurs électriques............................................................................... 16
  - LES MACHINES MARINES
  - Préface.............................................................................................. 17
  - Économie de combustible................................................................................ 17
  - Pressions aux chaudières............................................................................... 19
  - Tirage et vaporisation. ........................................................................... 19
  - Emploi du pétrole.................................................................................. 19
  - Grilles mécaniques..................................................................................... 21
  - Vapeur surchauffée..................................................................................... 21
  - Économie théorique des hautes pressions............................................................. 21
  - Difficultés des hautes pressions : tuyaux et joints................................................. 21
  - Disposition des cylindres............................................................................ 22
  - Rapports des volumes des cylindres................................................................. 23
  - Enveloppes de vapeur............................................................................... 23
  - Équilibrage des tiroirs.............................................................................. 25
  - Vitesse du piston.................................................................................... 25
  - Diamètre et résistance des arbres................................................................... 26
  - Efforts supportés par les pièces des machines dans les cargos et les contre-torpilleurs............. 26
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- - 7-IV
  - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - Types de machines de la pratique courante........................................................... 26
  - Machines enfermées............................................................................. .... 29
  - — auxiliaires ; garniture de piston......................................................... 29
  - Pompes à action directe.............................................................................. 31
  - Le propulseur......................................................................................... 31
  - Vitesse des navires.................................................................................... 33
  - Comparaison des vitesses, poids et encombrement..................................................... 33
  - Les turbines à vapeur............................................................................... 35
  - Résumé et conclusions................................................................................ 35
  - Machines exposées dans la section française
  - Appareil moteur du croiseur Dupleix.................................................................... 36
  - Machines du Kléber.................................................................................... 38
  - — des canots du Montcalm....................................................................... 38
  - — Amblard de 300 chevaux......................................_............................. Il
  - Soupapes Normand................................................................................... 45
  - Purgeurs automatiques.............................................................................. 46
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- - LES RÉGULATEURS A L’EXPOSITION DE 1900
  - Par M. L. Lecornu
  - L’Exposition de 1900 ne présentait, au point de vue des régulateurs des machines à vapeur, aucune nouveauté bien saillante.
  - Les régulateurs h force centrifuge continuent à être très généralement employés, à l’exclusion des appareils basés sur d'autres principes (régulateurs hydrauliques, pneumatiques, dynamométriques, etc.).
  - Fig. 1. — Régulateur Beer.
  - Les régulateurs à force centrifuge sé distinguent en deux grandes classes, suivant qu’ils sont ou non pourvus de ressorts.
  - Dans la première classe, nous citerons à côté du type classique de Watt :
  - Le régulateur Porter, à grosse masse centrale ;
  - Le régulateur Beer [fig. 1), dans lequel les tiges des boules soulèvent, par l’intermédiaire de galets, un manchon très pesant ;
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Le régulateur Proell {fig. 2), à tiges renversées, très employé en Angleterre et en Ame rique 1 ;
  - Les régulateurs isochrones ou quasi-isochrones de Buss {fig. 3)2 et de Pichault {fig. 4)3.
  - Fig. 2. — Régulateur Proell.
  - Les ressorts de toutë sorte jouent un très grand rôle dans la construction des régulateurs modernes. Ils
  - ont le double avantage de fournir, sous un petit volume,
  - Fig. 3. — Régulateur Buss.
  - une puissance aussi considérable qu’on le veut et de n’opposer à l’action de la force centrifuge
  - Fig. 4. — Régulateur Pichault.
  - L’extrémité B du levier GCB s'appuie sur un plateau fixe, et son sommetC est attaché au manchon. L’exlrémité G figure le centre de gravité de l’ensemble. Chacune des six boules D est disposée de manière que l’on puisse facilement changer la distance de son centre de gravité au point d'attache avec le manchon : pour la théorie de ce régulateur, voir la Revue de Mécanique, mai 1899, p. 4SI.
  - qu’une inertie à peu près négligeable. En outre, leur axe peut être placé horizontalement sans empêcher leur fonctionnement,
  - Fig. o. — Régulateur Tangye.
  - tandis que, dans cette position, un régulateur de Watt aurait une puissance nulle. Pour faire varier la vitesse de régime, il suffit de modifier la tension des ressorts au moyen d’une vis de rappel.
  - 1. Revue de Mécanique, mai 1899, p. 470. — 2. Id., p. 479. — 3. Ici., p. 481.
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- - LES REGULATEURS
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  - Comme exemples de régulateur à ressorts à axe vertical, nous citerons les appareils :
  - De Tangye {fig. 5) ;
  - De Whitehead, à double ressort Q et K {fig. 6), dont l’un a son action ralentie par un frein à huile IN ;
  - De Schaeffer-Budenberg {fig. 7), à quatre boules B portées par des tiges brisées a Je * De Toile {fig. 8), à double ressort, dont l’un transversal.
  - Il existe également des appareils dans lesquels les ressorts en hélice sont remplacés par des ressorts à lames.
  - 1. Revue de Mécanique, septembre 1899, p. 276.
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- - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
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  - Tels sont :
  - Le régulateur Monarch [fig. 9) ;
  - Le régulateur Gardner {fig. 10).
  - Certains régulateurs Proell sont pourvus de ressorts soit en hélice, soit à lames.
  - Fig. 8. — Régulateur Toile.
  - Nous arrivons aux régulateurs à axe horizontal, dont l’appareil Hartnel {fig. 11) montre un type très répandu. Les régulateurs volants sont également des appareils à ressorts et à axe
  - horizontal ; mais ils présentent des particularités qui méritent de retenir plus longtemps notre attention.
  - Dans tous les systèmes décrits jusqu’ici, le centre de chaque boule se meut sans quitter un plan méridien tournant avec la vitesse de l’arbre du régulateur.
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- - LES REGULATEURS
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  - Dans ces conditions, la seule force apparente est la force centrifuge. La force d’inertie tan-gentielle perpendiculaire au plan méridien ne peut exercer aucune action.
  - Avec les régulateurs volants, au contraire, les masses mobiles sont rendues plus ou moins sensibles à l’action de l’inertie tangentielle. Elles se meuvent dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation ; suivant que leur trajectoire est, dans ce plan, dirigée suivant le rayon ou perpendiculairement au rayon, l’inertie radiale (force centrifuge) ou bien l’inertie tangentielle exerce une action exclusive.
  - Fig. 11. — Régulateur Ilartnel.
  - En rendant la trajectoire oblique par rapport au rayon, on gradue à volonté l’influence respective de ces deux forces. C’est là un avantage important ; car, s’il est vrai que la force centrifuge est seule capable d’équilibrer d’une manière stable et permanente la tension des ressorts, la force tangentielle a la propriété précieuse d’éprouver instantanément une variation finie, à la suite de toute rupture d’équilibre entre le travail moteur et le travail résistant; de là une rapidité d’action qu’on chercherait vainement à obtenir par le seul emploi de la force centrifuge, celle-ci ne pouvant intervenir qu’après une variation préalable de la vitesse.
  - Les régulateurs volants sont principalement employés en Amérique; on les monte directement sur l’arbre du volant, qui doit alors tourner avec une assez grande vitesse. Leur rôle consiste le plus souvent à porter la poulie de l’excentrique de distri-Dution et à faire varier, suivant les besoins, l’angle de calage ou le degré d’excentricité.
  - Régulateur Berger Noël (1889). —
  - L’unique masse mobile M {fig. 12), en s’écar- Fig. 12. — Régulateur Berger Noël,
  - tant du volant par l’effet de la force centrifuge, fait osciller un secteur denté qui communique un mouvement de rotation à une roue dentée concentrique au volant. Cette roue est folle sur l’arbre, et elle porte un excentrique intermédiaire dont on va voir le rôle. Le collier dudit excentrique est muni d’un bras dont l’extrémité B est reliée par un pivot avec un bras tout pareil appartenant à la poulie de l’excentrique de distribution. Enfin, l’excentrique de distribution porte un second bras, dont l’extrémité C est articulée en un point du volant renfermant tout le système.
  - L’excentrique de distribution ne peut prendre, par rapport au volant, d’autre mouvement qu’une rotation autour de C, mouvement qui équivaut à une variation de l’excentricité sans changement sensible de l’angle de calage. Ce mouvement est coRimandé par la position de B,
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - déterminée par celle de la masse centrifuge. L’excentrique de distribution ne pourrait déplacer la masse centrifuge qu’en faisant tourner l’excentrique auxiliaire par l’entremise de son collier; mais une pareille action est d’autant moins à craindre ici que les deux bras pivotés en B et C sont à peu près à angle droit, et que, par conséquent, la rotation de l’excentrique de distribution autour de C tend à déplacer l’extrémité B suivant un rayon du volant, déplacement évidemment impossible.
  - Régulateur Manifold(1892). — L’excentrique comprend troisparties :1e collier H {fig. 13), portant, comme d’habitude, la bielle de distribution 1; l'excentrique proprement dit C, muni
  - Fig. 13. — Régulateur Manifold.
  - d’un bras J, dont l’extrémité est articulée à une douille L, pouvant glisser le long d’un guide K, implanté radialement sur le contour du volant; enfin, un disque D, monté excentriquement sur l’arbre, autour duquel il peut tourner. Le disque D est solidaire d’une pièce E, à laquelle s’attachent, en deux points diamétralement opposés «, «, les extrémités de deux tiges portant les masses Fn F2. Ces tiges peuvent glisser longitudinalement dans deux tubes creux M4,..M2, articulés au volant ; sous l’action de la force centrifuge, les masses s’écartent en faisant glisser leurs tiges, et donnent à la pièce E une rotation qui comprime un ressort spiral N. Le disque D tourne avec E et change ainsi le calage de l’excentrique. Une roue à rochels, maintenue par le doigt Q, permet de régler à volonté la tension initiale du ressort spiral. Les cylindres M1 et M2 servent au besoin de frein à air.
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- - LES REGULATEURS
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  - Régulateur Mac Ewen(1892) '. —Dans ce système, il y a un double jeu de masses : la masse A (fig. 14) agit principalement sous l’action de la force centrifuge, tandis que la barre B, mobile autour du pivot P, est disposée de façon à obéir surtout à la force d’inertie tangentielle. Sur cette barre, se trouve le pivot G, qui commande les mouvements du tiroir; la distance de ce pivot à l’axe de rotation joue ainsi le rôle de l’excentricité d’un excentrique ordinaire. Il y a un frein à air E. Les déplacements de la barre B sont limités, dans chaque sens, par des taquets placés sur la jante du volant. D’après YElectrical World, on a constaté qu’une machine pourvue de ce régulateur et marchant à 200 tours par minute, avec un volant de 600 kg ayant 1,35 m de diamètre, ne donnait pas une variation de vitesse d’un tour quand on faisait varier le travail de 0 à 217 chevaux. On a même constaté qu’on pouvait disposer le régulateur de manière à avoir une plus grande vitesse à pleine charge qu’en marchant à. vide, et cela sans aucune tendance à l’apparition d’oscillations de vitesse.
  - Fig. 14. — Régulateur Mae Ewen. Fig. 15. — Régulateur Kelley.
  - Régulateur Kelley (1894). — La masse P (fig. 15) est mobile sur un guide rectiligne dirigé suivant un rayon du volant, et elle est retenue par un ressort en hélice. L’excentrique est suspendu à un bras articulé en un point A de la jante du volant. La masse porte une coulisse C, dans laquelle peut glisser un galet g, fixé à l’excentrique. Quand la masse se meut sous l’action de la force centrifuge, elle entraîne la coulisse et déplace, par suite, le galet. Un mécanisme supplémentaire permet de renverser la marche en agissant sur le même excentrique. A cet effet, un levier L fait glisser sur l’axe du volant un manchon M, disposé à la façon d’un manchon d’embrayage. Ce glissement, par un mouvement de sonnette bien visible sur la figure, change la position du point B, auquel la coulisse est suspendue par l’intermédiaire d’une petite bielle. Nous trouvons donc ici une combinaison de changement de marche ordinaire, à coulisse et excentrique, avec le régulateur dans le volant.
  - Régulateur Robinson (1897). — M. Robinson a fait breveter en Angleterre, en 1894, un régulateur qui supprime presque toutes les articulations en les remplaçant par le jeu de lames llexibles. Deux ressorts, en forme de lames courbes tournant leurs concavités en sens contraires, sont réunis par leurs extrémités, comme dans une suspension de voiture. L’une des extrémités communes est fixée au volant; l’autre peut se mouvoir radialement, et elle porte une tige qui la
  - 1. Bulletin de la Société d’Encouragement pour l'Industrie nationale, août 1894, p. 531.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - relie à l’excentrique. Celui-ci est en même temps guidé par deux lames flexibles parallèles, encastrées, d’une part, sur le volant et attachées, d’autre part, à deux points diamétralement opposés de l’excentrique. Les boules sont fixées au milieu des deux ressorts principaux. Quand elles s’écartent sous l’action de la force centrifuge, elles obligent l’extrémité mobile de ces ressorts à se rapprocher du centre et à diminuer ainsi l’excentricité. La tension peut se régler en tournant une vis à deux filetages, qui traverse l’extrémité fixe des ressorts. Sur cette vis est montée une roue dentée engrenant avec une crémaillère parallèle à l’axe du volant. La crémail-
  - 5
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  - Fig. 16. — Régulateur Robinson.
  - 1ère est attachée à un manchon mobile dans le sens de l’axe, comme une poulie d’embrayage. En déplaçant ce manchon au moyen d’un levier, on peut faire varier, même en marche, la tension des ressorts et, par conséquent, l’allure de la machine.
  - En juillet 1897, M. Robinson a présenté une modification qui n’a été complètement décrite qu’en mai 1898, et qui fait l’objet d’un brevet du 23 juillet suivant. Dans ce nouveau système, représenté par la figure 16, l’inventeur s’est proposé d’obtenir une grande puissance avec des boules légères. A cet effet, tout en conservant les dispositions essentielles de son premier appareil, il supprime l’attache directe des boules L avec les ressorts F. Les boules, simplement soutenues par deux tiges T, sont embrassées par une corde dont les deux extrémités s’amarrent aux deux points M du volant. Cette corde s’enroule, en outre, sur un système assez compliqué de poulies N, O, P, Q, R, S, T, dont les unes ont leur axe fixé au volant, tandis que l’axe des
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- - LES REGULATEURS
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  - autres est attaché au milieu des ressorts. Une poulie de renvoi V permet à la corde de laisser libre l’espace destiné aux mouvements de l’excentrique. Ces poulies constituent, en somme, un double jeu de palans par lesquels les boules agissent sur les ressorts avec une puissance triplée. Pour prévoir le cas de rupture de la corde, on a muni les tiges T, qui portent les boules, de transmissions auxiliaires X, au moyen desquelles les boules, en s’écartant à fond, ramèneraient
  - Fig. 17. — Régulateur Robinson.
  - l’excentrique à la position neutre. Une autre innovation introduite dans le brevet de 1898 consiste dans le mode de suspension de la traverse H, qui joint les extrémités libres des ressorts. Cette traverse est attachée, par une sorte d’oreille Y, à l’extrémité libre d’une lame flexible K, encastrée sur le volant. La figure 17 montre l’installation complète du système.
  - Les essais faits à la station d'éclairage électrique d’Oxford ont donné, paraît-il, d’excellents résultats. En 1899, le système Robinson a reçu de nouvelles modifications (Voir Revue de Mécanique du 31 mars 1900).
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Régulateur Rite. — Le régulateur de Rite, qui, d’après un arlicle de M. Hall paru en juin 1898 dans YElec.trical World, est adopté en Amérique par vingt-cinq constructeurs de machines à grande vitesse, est essentiellement un régulateur d'inertie; la figure 18 montre, en effet, que les masses M sont pivotées autour d’un centre très voisin de l’axe de rotation, et s’équilibrent sensiblement par rapport à ce centre. Cependant on s’arrange pour ne pas annuler entièrement l’effet de la force centrifuge, et M. Hall déclare que cette donnée ne peut être utilement déterminée que par l’expérience. Les masses sont creuses de façon à pouvoir être chargées plus ou moins, ce qui permet de faire varier leur inertie tangentielle et, en outre, de déplacer le centre de gravité de l’ensemble. Un accident survenu dans une usine américaine, le 1er juin 1898, et relaté dans le journal Poiver, montre que ces régulateurs à grande vitesse ne sont pas sans
  - Fig. 18. — Régulateur Rite.
  - présenter quelque danger. Le volant de 3 m de diamètre, tournant à raison de 120 tours par minute, contenait un régulateur de Rite. Le bras réunissant les deux masses, dont l’une pesait 600 kg et l’autre 300, se rompit entre le pivot et la masse la plus lourde. Celle-ci, projetée contre le volant, le brisa complètement.
  - La simplicité de ce régulateur et l’absence du frottement due à cette simplicité même ont contribué pour beaucoup à son succès. Il y a aussi un type à double barre et double ressort basé sur le même principe.
  - Régulateur Hersbey et Allen (1898). — Ici encore, l’action de l’inertie tangentielle est prédominante. La figure 19 montre la disposition d’ensemble, ainsi que le détail des barres mobiles et de l’excentrique. Celui-ci porte deux butées h, destinées à limiter l’amplitude de ses excursions. Les points d’attache E des ressorts avec le volant sont disposés de manière à permettre de faire varier la direction moyenne de ces ressorts en vue d’arriver à un bon réglage.
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- - LES RÉGULATEURS
  - 7-13
  - Régulateur Bail et Wood. —La maison américaine Bail et Wood applique le régulateur-volant à la distribution de machines compound pourvues d’obturateurs genre Corliss. Nous trouvons, dans YEnyineer de 1898, la description de l’une de ces machines. On sait que les distributeurs Corliss ne conviennent pas pour les machines rapides ; aussi peut-on s’étonner tout d’abord de cet emploi des régulateurs-volants. Mais, en réalité, tout en conservant la forme et
  - ci „
  - Fig. 19. — Régulateur Ilersbey et Allen.
  - la position ordinaire des obturateurs, les constructeurs ont substitué à la manœuvre par déclenchement la commande continue, qui permet d’atteindre sans inconvénient de grandes vitesses. Le régulateur représenté par la ligure 20 présente, au lieu d’un excentrique, une manivelle équilibrée portant un boulon auquel s’attachent les tiges commandant les obturateurs. Cette manivelle est pivotée sur des tourillons dont l’axe coïncide avec celui du volant, de manière à éviter toute fatigue; elle forme une masse insensible à la force centrifugerais très sensible à l’inertie tangentielle.
  - Il y a, en outre, une masse P, sensible à la fois à la force centrifuge et à l’inertie tangentielle.
  - Occupons-nous maintenant de la connexion établie entre le régulateur et l’organe de réglage. Ainsi que nous venons de le voir, cette connexion, dans le cas des régulateurs-volants, est réduite à sa plus simple expression, la poulie de l’excentrique de distribution faisant alors partie intégrante du régulateurlui-même.
  - Mais c’est là un cas particulier. Ordinairement, le régulateur demeure tout à fait distinct de l’organe de réglage et n’agit sur celui-ci que par l’intermédiaire d’un système de tiges plus ou moins compliqué. L’organe de réglage peut être une valve d’étranglement, analogue au papillon
  - Fig. 20. — Régulateur Bail et Wood.,
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  - LA MECANIQUE A L’EXPOSITION
  - de Watt. La forme de cette valve est d’ailleurs assez variable : on trouve des tiroirs, des robinets, des obturateurs, des soupapes.
  - Dans les machines qui figuraient à l’Exposition, les régulateurs agissant sur la détente étaient beaucoup plus fréquents que les régulateurs par étranglement. Nous pouvons citer les exemples suivants :
  - Système Bonjour. — Le tiroir est commandé par la combinaison du mouvement de deux excentriques, dont l’un a son calage variable sous l’action du régulateur (Voir Revue de Mécanique, 2e sem. 1900, p, 727).
  - Machine Bollinckx, à détente Rider. — Le dos du tiroir de distribution est cylindrique et présente deux lumières hélicoïdales B [fig. 21), par rapport auxquelles se déplace le tiroir de détente. Le mouvement de celui-ci est une rotation autour de sa tige de commande O, et cette rotation se produit sous l’action du régulateur.
  - Machine Dujardin, à distribution genre Corliss. — Ce régulateur, au moyen d’un parallélogramme de leviers, fait tourner une vis à double filetage, dont les deux écrous éprouvent, par suite, des translations inverses. Ces écrous supportent les tiges de déclenchement des obturateurs.
  - Machine Bietrix (système Collmann). — Admission par soupapes avec mécanismes de déclenchement commandé par des excentriques sur lesquels agit le régulateur.
  - Machine de la Société de Brünn. — L’admission se fait également par soupapes et tiges de déclenchement.
  - Le levier L (fig. 22) de chaque soupape est mû par le système tboa. Le point a est conduit par deux galets g et g\ dont l’un roule sur la came d’ouverture c et l’autre sur la came de
  - Fig. 22.
  - Bieûle du. tiroir de détente
  - Fig. 23.
  - fermeture c'. Celle-ci est folle sur l’arbre, et sa position est commandée par le régulateur. La levée commence au moment où g monte sur la came c; elle finit quand g' quitte la saillie de la came c'. Cette disposition a pour but d’obtenir une levée d’amplitude constante et de durée variable.
  - Pour les machines compound, l’Exposition présentait quelques exemples de distribution variable à la fois dans les deux cylindres. Le moteur horizontal de Fives-Lille, à distribution
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- - LES RÉGULATEURS
  - 7-1S
  - Corliss, possédait deux régulateurs à manchons conjugués par un arbre transversal. La machine Van den Kerchove était pourvue d’un régulateur agissant à volonté soit sur les valves de deux cylindres, soit seulement sur celles du petit cylindre.
  - Quand on veut modifier la vitesse de régime d’une machine, on peut, ainsi que nous l’avons dit plus haut, tendre plus ou moins les ressorts du régulateur. On peut également s’adresser à
  - Le manchon M est relié par KRS à la distribution U du cylindre 0, qui commande par XX la prise de vapeur du moteur. Quand ce moteur S'accélère, H ouvre par K, pivotant sur M, le distributeur U, de manière à fermer la prise de vapeur, et M referme automatiquement U par KR dès que le moteur a repris sa vitesse; les mouvements de M, sont amortis par un dash-pot à huile placé à côté de 0.
  - la liaison existant entre le manchon du régulateur et l’organe de réglage, et faire en sorte que, pour une position donnée de cet organe, correspondant à une valeur donnée du travail moteur, on ait une autre position du manchon, et, par conséquent, une nouvelle vitesse. Inversement, ce dernier procédé permet de ramener la vitesse de régime à sa valeur primitive dès que, pour une cause quelconque, cette vitesse se trouve altérée. C’est le principe du Compensateur Denis, connu depuis longtemps. 11 existe d’autres appareils basés sur le même principe. Tel est le régulateur Wilby, qui procède par l’action d’un double encliquetage, recevant de la machine un mouvement alternatif; le manchon, lorsqu’il se déplace, embraye ce mécanisme
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- - 7-i6 la mécanique a l’exposition
  - auxiliaire avec un écrou qui, en tournant sur un pas de vis, allonge ou raccourcit la tige de commande de la valve.
  - A côté des compensateurs, nous citerons les servomoteurs, qui empruntent à la vapeur la force nécessaire pour mouvoir l’organe de réglage ; le manchon n’a plus alors qu’à mouvoir la distribution de l’appareil de manœuvre.
  - Le régulateur Dales (fig. 24) est un appareil de ce genre.
  - Une catégorie intéressante de régulateurs, appelée, croyons-nous, à prendre un sérieux développement, est celle des régulateurs électriques. L’électricité peut être appliquée de bien des manières à la régularisation de la marche des machines à vapeur1.
  - Quand il s’agit de moteurs spécialement destinés à des distributions d’électricité, on peut, au lieu de maintenir constante la vitesse du moteur, faire varier cette vitesse de façon à obtenir, en toute circonstance, la constance de la différence de potentiel ou celle de l’intensité de courant. L’étude des dispositifs de ce genre sortirait du cadre que nous nous sommes tracé.
  - En terminant cette rapide revue, mentionnons encore les dispositifs destinés à prévenir l’emballement du moteur dans le cas où, par suite d’une avarie quelconque, le régulateur cesse de tourner. L’Exposition montrait quelques mécanismes de cette espèce. Dans la machine Dujardin, un rapprochement des boules du régulateur avait pour effet de placer un obstacle sur le parcours du déclic d’admission.
  - Dans la machine Corliss de la maison Cail, un régulateur de sûreté spécial déclenchait, en temps utile, un contrepoids qui fermait une valve placée sur l’arrivée de vapeur.
  - 1. Revue de Mécanique, mars 1901, p. 270.
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- - LES MACHINES MARINES
  - Par M. G. Richard
  - Les machines marines n’étaient que très imparfaitement représentées à l’Exposition par quelques types de la marine de guerre, incapables de donner une idée de l’important progrès réalisé, depuis 1889, dans cette branche si remarquable de la construction des moteurs à vapeur ; il n’y a pas à s’étonner de ce fait : l’exposition d’une grande machine marine actuelle serait extrêmement coûteuse et ne rapporterait probablement rien à son constructeur.
  - Les progrès de la machine marine, depuis 1899, ont porté principalement* sur l’économie de combustible, la sécurité et la régularité de la marche, la puissance et, dans certains cas, l’énergie ou la compacité des types de machines.
  - L’augmentation de l’économie de combustible par cheval indiqué, due principalement à l’emploi de hautes pressions et de la triple et quadruple expansion, n’a pas été très considérable ; les pressions ont passé de 12 à 15 et même 20 kg*, et la dépense par cheval indiqué n’a guère diminué, en moyenne et pour les longues traversées, que de 0,80 kg à 0,70 kg; c’est une économie notable, mais loin d’être proportionnelle à l’augmentation des pressions ; et il n’en saurait être autrement, de sorte qu’il semble que l’on n’ait guère intérêt, sous ce rapport, à augmenter encore notablement les pressions, sans compter qu’au delà de 25 kg la fatigue des métaux et des garnitures des cylindres et des tuyauteries augmenterait dans une proportion peut-être dangereuse. Mais l’économie de combustible n’augmente pas seulement avec la pression, elle s’accroît aussi avec la puissance des machines et, en même temps, s’accroît aussi, avec cette puissance, une autre économie, tout aussi essentielle : l’économie par tonne-mile transportée, parce que le poids mort du bateau et sa section immergée croissent notablement moins vite que son tonnage ; c’est ainsi qu’un cargo de 5 000 tonneaux exige, pour une vitesse de 13 nœuds, une puissance de 3 500 chevaux environ, alors qu’un cargo de 15 000 tonneaux n’exigerait que 7 000 chevaux, c’est-à-dire une puissance double pour un tonnage triple; c’est l’explication du très grand avantage des gros navires, toutes les fois que le trafic peut les alimenter, et de la nécessité d’outiller les ports de manière à pouvoir les recevoir. L’on est arrivé, dans cette voie, à réaliser des économies considérables : à ne plus dépenser, par 100 tonnes-mile, que 2 kg environ de charbon au lieu des 4 kg à 4,50 kg de 1899.
  - M. J. Mac Kehnie a, dans un mémoire des plus intéressants, présenté, en juillet 1901, aux Mechanical Engineers de Londres, fort nettement fait ressortir le progrès accompli dans la machinerie maritime depuis ces dix dernières années, et nous ne saurions mieux faire que de reproduire ici le résumé de son mémoire, tel que nous l’avons donné au Bulletin de la Société d'encouragement pour Vindustrie nationale de septembre 1901.
  - Économie de combustible. — Cette économie a été, comme l’indiquent les chiffres du tableau ci-dessous, moins accentuée pendant la dernière décade que pendant les précédentes; on n’a gagné, sur la précédente décade, que 10 gr environ de charbon par cheval-heure indiqué, et 220 gr pendant ces vingt dernières années, et ce résultat a. été obtenu sans compliquer la machinerie.
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  - LA MÉCANIQUE A L'EXPOSITION
  - Cette économie est due, en très grande partie, à l’augmentation des pressions, qui atteignent aujourd’hui 14 kg avec les machines à triple expansion et 15 kg avec les quadruples; cette haute pres-sion'permet d’obtenir des chaudières une plus grande puissance par mètre carré de chauffe; elle est passée, pendant cette décade, de 0,30 m2 à 0,28 m2 par cheval; la vitesse des pistons s’est accrue de 2,60 m à 4,43 m, et même 4,80 m par seconde.
  - TABLEAU I. — Résultats moyens de machines marines, 1872, 1881, 1891, 1901
  - Chaudières, Machines, Charbon.
  - Pression de la chaudière..................
  - Chauffe par m2 de grille..................
  - Chauffe par cheval indiqué................
  - Charbon par m2 de grille..................
  - Tours par minute.............,............
  - Vitesse du piston en mètres par seconde...
  - Charbon par cheval-heure indiqué..........
  - Moyenne en long voyage....................
  - Aux tirages naturel et forcé.
  - Résultats moyens.
  - 1872 1881 ÏS91* 1901
  - 3,60 kg 5,5 kg I l kg 14 kg
  - » 30,4 31 38 et 43
  - 0,4 m2 0,37 . 0,30 0,28
  - >? 68 kg 73 kg 88 et 137
  - 33,67 59,76 63,75 87
  - 1,90 m 2,35 2,65 3,30
  - 0,95 kg 0,83 0,70 0,68
  - » 0,91kg 0,80 0,70
  - On a aussi considérablement amélioré l’économie par tonne-mile des grands cargos, dont la dépense de combustible croît moins vite que le tonnage; le diagramme (fig. 1) montre comment
  - »
  - 13.000
  - Poids mort en cargaison.
  - Fig. 1. — Dépense de charbon nécessaire par 100 tonnes et 24 heures à la vitesse de 13 nœuds.
  - Fig. 2.
  - Economie théorique des hautes pressions.
  - ~ Ibs.
  - jhrpl&fojPheÆ sun > abi ve/A Trw
  - ibsioo no no no 130 zoo zzo zoo z6o
  - Détente.
  - cette dépense diminue avec la dimension des cargos, dont le poids mort augmente moins vile que la capacité, ainsi que la section immergée; un cargo de 5 000 tonneaux exige une machine de 3 475 chevaux pour une vitesse de 13 nœuds, tandis qu’un cargo de capacité triple ne demanderait qu’une puissance double; il dépensera 2 kg de charbon au lieu de 3,6 kg par tonne-mile; la dépense de charbon par cheval-heure est, en moyenne, de 680 gr; en outre, la dépense de construction est plutôt diminuée, ainsi que celle du personnel, par suite de l’amélioration des appareils de manutention.
  - TABLEAU II. — Résultats moyens des paquebots Cunard 1899-1900
  - Dépense de charbon.
  - Nom Vitesses Tours Course Vit. du piston Tonnes Kil.
  - du Voyage. en I. H. P. par en en mètres par par I. H. P.
  - navire. nœuds. minute. millim. par seconde. jour. par h1'.
  - Saxonia. ( Liverpool à Boston... 14,5 10,078 76 1,37 m 3,45 138 0,60
  - ( Boston à Liverpool. . 1,30 10,230 77 1,37 m 3,50 136 0,60
  - Ultonia. j Liverpool à Boston... 11,5 3,997 60 1,22 m 2,7a 66 0,68
  - ( Boston à Liverpool... 11,8 4,292 71 1,22 m 2,80 62 0,65
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- - LES MACHINES MARINES
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  - Cette économie est la principale raison de l’augmentation du tonnage des paquebots, dont un grand nombre dépassent aujourd’hui 10 000 et même 13 000 tonneaux, tandis que, il y a dix ans, on ne dépassait que rarement 5 000 tonneaux. On remarquera (tableaux Y et VI) que, en matière de grands navires, l’Allemagne arrive à égaler l’Angleterre.
  - Pressions aux chaudières. — En général, on préfère, comme chaudières cylindriques, les chaudières simples. La pression la plus élevée atteinte avec ces chaudières a été de 19 kg; mais, dans la marine de guerre, on atteint souvent 21 kg avec les chaudières à tubes d’eau, pression supérieure de 24 p. 100 à celle delà marine marchande, et de 100 0/0 aux pressions admises il y a dix ans.
  - Il semble que la limite soit atteinte avec les chaudières cylindriques, car, pour une pression de 20 kg et pour un diamètre de 3,90 m seulement, l’épaisseur des tôles est de 40 mm ; on retrouve cette épaisseur dans la chaudière de VOrtonn (fig. 3), de 5,23 m de diamètre, mais dont la pression n’est que de 14 kg.
  - O Q O I
  - Fig. 3 et 4. — Chaudières du paquebot Ortona.
  - Tirage et vaporisation. — On emploie de moins en moins, dans la marine marchande, le tirage en chambre de chauffe fermée ; on préfère employer de l’air préalablement chauffé soit par le système du vent forcé avec cendrier fermé, comme dans le type Howden, soit avec le tirage par aspiration forcée ; dans les deux cas, on utilise une partie de la chaleur perdue des gaz. La puissance totale des navires pourvus du système à vent forcé est de 3 406 000 chevaux, et il s’est montré des plus économiques : 620 gr de charbon par cheval-heure indiqué en voyage transatlantique des Cunard : Saæonia et autres. On peut, avec ce système, augmenter la combustion par mètre carré de grille et la vaporisation par mètre carré de chauffe. Le rapport de la surface de chauffe S à celle G de la grille, qui s’abaisse parfois à 30, est ordinairement de42 à 43 au lieu de 38,3 pour le tirage naturel; en un mot, la surface de chauffe des chaudières cylindriques s’est ainsi accrue de 30 0/0 environ de ce qu’elle était il y a 10 ans par mètre carré de grille; on brûlait par mètre carré de grille et par heure : 68 kg en 1881, 73 en 1891, et on brûle aujourd’hui 88 kg au tirage naturel et 137 au tirage forcé; la surface de chauffe par cheval est tombée de 0,3 m2 à 2,7 m2, et la puissance par tonne de chaudières s’est élevée de 16,5 chevaux à 20 et 23 dans les transatlantiques et même à 30 dans certains paquebots du Pas-de-Calais.
  - Emploi du pétrole. — L’on n’a pas fait de gi’ands progrès dans cette voie : le prix du navire à pétrole, avec des soutes étanches, augmente facilement de 50 000 fr pour un bateau de moyenne taille. Les avis sont encore partagés sur le meilleur système de brûleur; le pulvérisateur mécanique exige une garniture en briques au foyer pour en maintenir la température ; le pulvérisateur à vapeur entraîne une perte d’eau de 100 à 150 litres pour une machine de 1 000 chevaux ; avec l'injecteur à air, il faut dépenser aux compresseurs autant de vapeur que pour le pulvérisateur à vapeur.
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- - TABLEAU III. — Performances de navires construits en 1889 1893
  - (Données fournies par la Br tish and African Steam Navigation Company, Limited)
  - K O ÏJ fi y PORTS ET RATES DURÉE DU TRAJET LONGUEURS du TRAJET EN MILES NOMBRE DE TOURS TOURS PAR MINUTE VI Tl d'après l’hélice ^SSE RÉELLE RECUL POUR CENT \ TIRANT MOYEN DÉPLACEMENT MOYEN l s M i* o 2 Ch * K * y v-î W M r-^ O CHARBON PAR JOUR CHARBON PAR L H. P.
  - j. h. m. nœuds nœuds mètres tonnes tonnes tonnes • kil.
  - 14 Borna, 1889. — Liverpool à Ténériffe, oct. 1893 7 13 0 1660 608,430 56,0 9,67 9,16 5,3 5,20 4264 2486 9o0 16,55 0,73
  - 29 Liverpool à Ténériffe, fév. 1898 6 22 45 1660 602,760 60,2 10,39 9.95 4,2 5,64 46 il 3 2895 1110 22,00 0,85
  - 33 Liverpool à Ténériffe. mai 1899 6 22 0 1660 599,210 60,1 10,37 10,00 3,5 6,00 5047 3269 1160 23,10 0,86
  - :i9 Liverpool à Madère, fév. 1901 6 9 0 1440 511,960 55,7 9,61 9,41 2,0 5,90 4897 3119 1100 22,60 0,86
  - 9 Loanda, 1891. —Liverpool à Madère, sept. 1893 5 23 30 1440 536,010 62,2 10,20 10,03 1,6 5,10 4686 2726 870 15,75 0,77
  - 10 Liverpool ii Madère, déc. 1893 6 6 17 1440 554,680 61,5 10,08 9,58 4,9 5,70 5352 3389 860 16,20 0,8
  - 12 Liverpool à Grand-Canary, juill. 1894 7 3 0 1660 611,950 59,6 9,78 9,70 0,8 5,43 4756 2793 780 16,70 0,9
  - 36 Liverpool à Grand-Canary, viâ Madère, juin 1900... 7 10 15 1700 660,350 61,7 10,11 9,53 5,73 5,26 2925 ' 860 14,55 0,86
  - 0 Balança, 1893. — Liverpool à Grand-Canary, mars 1894. 6 20 0 1660 640,840 65,1 10,67 10,12 5,1 5,00 4679 2549 950 18,65 0,8.1
  - 6 Liverpool à Grand-Canary, viâ Ténériffe, mars 1895.. 6 22 50 1700 643,670 64,3 10,54 10,18 3,4 5,10 4810 2680 950 19,00 0,85
  - 11 Liverpool à Grand-Canary, juin 1896 6 14 30 1660 624,020 65,6 10,75 10,47 2,6 5,00 4653 2523 990 21,50 0,87
  - 28 Liverpool à Grand-Canary, viâ Madère, juill. 1900 .. 7 1 30 1700 675,900 66,4 10,89 10,03 7,9 5,46 5180 3050 1050 21,70 0,86
  - TABLEAU IV. — Performances de navires marchands avec machines compound, puis à triple expansion
  - (.Renseignements fournis par Cayzer, Irvine and C°)
  - K 2 DIMENSIONS H PS O . K y W PB DÉPENSE [fi fi
  - S i-’P DU NAVIRE DIAMÈTRES G DE CHARBON q y, •?
  - W OP P U 8 O "P H C Z %a O S?® i-5 a U P* P <V P bc fi O , I Largeur ^ Pro- | fondeur 1 £ 02 G O G ET COURSE des machines V. 02 H PS " G y ’ K . O (À % W W > s Tonnes par jour Kil. par I. H. P- heure G 2 S H a: OfüU K < O a-p TIRAGE
  - “ A ” 1878 mèt. mèt. mèt. •tonnes millimètres kil. nœuds
  - Résultats' de 6 steamers avec machines com- 20 416 93 10,50 7,40 3000 860 1.60 5,6 700 8,2 16,o 1,0 12,0 Naturel
  - pound (moyenne de 7 voyages) l.u7
  - “A” Résultats des mêmes steamers avec macli. à 20 504 93 10,50 7,40 3000 560 860 1,50 11,2 1000 9,5 15,0 0,635 14,8 Howden forcé
  - “ 11 " 1880 triple expansion (7 voyages) 1,07
  - Résultats de 6 steamers avec machines com- 20 973 100 12,20 8,00 4200 990 1,90 1,22 620 1 1,70 6,0 1230 9,45 27,17 0,92 8,33 Naturel
  - pound (10 voyages) :
  - “ B” Résultats des memes steamers avec mach.) 100 12,20 8,00 4200 12,6 1650 10,4 24,25 0,630 10,2 Howden forcé
  - a triple expansion (10 voyages) 1.22
  - 7-20 LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
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- - LES MACHINES MARINES
  - t-2 1
  - La vaporisation est delà àl5 kg par kgde pétrole et mêmeplus, ramenéeàlOO0. L’emploi du pétrole préalablement volatilisé par de la vapeur surchauffée dans une cornue paraît présenter de grands avantages, et donner une vaporisation encore plus grande. Dans la marine de guerre, on semble avoir difficilement obtenu, avec les chaudières à tubes d’eau, la même vaporisation au pétrole qu’au charbon; on a pu, dans un essai de trois heures, brûler jusqu’à 440 kgde charbon par mètre carré de grille et par heure, et l’on n’a pas pu atteindre l’équivalent avec le pétrole; en fait, la puissance maxima obtenue avec le pétrole par l’Amirauté, sur la chaudière à petits tubes du Surley, est la moitié environ de celle donnée par le charbon. Comme auxiliaire du charbon, le pétrole présente de grands avantages; mais, dans tous les cas, son emploi présente des risques spéciaux, comme l’a montré l’accident récent survenu sur un vaisseau allemand.
  - Grilles mécaniques. — Les grilles mécaniques, très répandues à terre, ne le sont que très peu à la mer, où il semble qu’elles ont un bel avenir, principalement avec les grandes grilles des chaudières à tubes d’eau pour la marine marchande, car il faut, pour y réaliser une combustion économique, distribuer le charbon en charges fréquentes et uniformes. Aux États-Unis, on a adopté, sur quelques navires des lacs, des grilles mécaniques à chaînes, qui ont dépensé 0,90 kg et 0,70 kg par cheval, avec des feux de 165 et 123 kg de charbon par mètre carré de grille.
  - Vapeur surchauffée. — On a pu, à la pression de 19 kg, et avec une surchauffe de 32°, arriver à ne dépenser que 450 gr de charbon par cheval ; mais il faut craindre la multiplication des pièces du surchauffeur en des endroits inaccessibles, difficiles à inspecter, et qui ne le seront que si l’on donne une prime d’économie de charbon.
  - Economie théorique des hautes pressions. — Cette économie théorique est représentée par le diagramme figure 2, dont la courbe du bas donne les économies réalisables, par rapport à une pression initiale de 7 kg par centimètre carré, avec des pressions allant jusqu’à 22,5 kg et des détentes allant jusqu’à 22; on voit que ce bénéfice augmente moins vite que la pression.
  - L’avantage de la quadruple expansion pour des pressions inférieures à une vingtaine de kilogrammes est encore discutée, de sorte qu’elle ne s’est pas répandue aussi rapidement qu’on l’avait espéré ; parmi les vapeurs enregistrés au Lloyd, pendant ces neuf derniers mois, il n’y en a que 3 0/0 à quadruple expansion, et ce fait ne saurait être attribué à la crainte de multiplier les mécanismes, car la pratique de doubler le cylindre de détente des triples expansions s’est très répandue, même avec des pressions de 14 kg.
  - Difficultés des hautes pressions : tuyaux et joints. — Les hautes pressions ont amené, tout d’abord, l’abandon de certains matériaux pour la tuyauterie des chaudières; les tubes en acier étiré
  - King Alfred.
  - A
  - Anneaux de 300 m/“ m De 300 à 500 mjm
  - De 500 et au-dessus
  - Fig. 9. — Détail des anneaux de cuivre. Echelle 2/3.
  - Fig. 5 à 9. — Types de joints à brides.
  - sans soudure ou soudés sans recouvrement ont remplacé ceux en cuivre ; pour les grandes valves et les coudes, on emploie souvent le bronze, mais on leur préférerait l’acier coulé si on pouvait donner à ses fontes la légère é oulue ; son emploi est retardé par la presque impossibilité de fournir des pièces sûres en fonte d’acier mince. Dans la marine militaire, tous les tuyaux sont en acier, à partir d’un diamètre de 75 mm pour des pressions de 18 kg, et de 40 mm pour 21 kg; les tuyaux en acier sont, jusqu’à 150 mm de diamètre, en acier étiré avec brides en acier sans soudure vissées; au delà, ils sont en acier soudé, avec couvre-joint sur la soudure et brides soigneusement rivées. On peut courber les tubes d’acier jusqu’au diamètre de 100 mm, et l’on espère pouvoir aller au delà, de manière à diminuer le nombre des boîtes d’expansion. Les joints de tuyauterie ont aussi dû subir des modifications; les figures 5 à 7 en donnent quelques-unes. Dans le type du Poiverful (fîg. 5), le joint est fait par un fil de cuivre de section triangulaire; ce joint, qui résiste parfaitement à l’essai hydraulique, ne tarde pas à
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - se piquer par l’action galvanique et à fuir; en outre, les dilatations et contractions de la ligne de tuyauterie déplacent l’anneau de cuivre et le sortent de son logement. Pour éviter cet inconvénient, on essaya le joint figure 6, mais sans éviter les corrosions inséparables du contact du fer et du cuivre. Les joints figures 7 et 8 sont l’un en acier sur tube d’acier, l’autre en cuivre avec brides en métal brasé, dressées à la main, avec joint sur peinture au minium ; l’auteur pense qu’il serait plus simple et moins coûteux de faire ce joint avec brides non dressées sur carton mince d’amiante imbibé d’huile, matière qui, dans certains joints de tuyaux d’alimentation, a supporté des pressions allant jusqu’à 42 kg.
  - TABLEAU V. — Cargos du Nord Atlantique
  - Dépla- .Coefficient Poids Charbon
  - Dimensions. Tirant. cement. de déplacement. mort. Vitesse. I. H. P. par 100 tonnes.
  - mèlres. mètres, mètres. mètres. tonnes. tonnes. nœuds. kg.
  - 120 X 14,0 X 8,9 7,47 8 640 0,69 5 000 13 £ 475 3,63
  - 126 x 14,5 X 9,5 7,80 10 240 0,696 6 000 13 3 725 3,22
  - 135 X 16,0 x 10,0 8,00 11 870 0,702 7 000 13 3 970 2,95
  - 140 X 16,3 x 10,4 8,23 13 500 0,71 8 000 13 4 225 2,75
  - 145 X 17,0 X 10,8 8,50 15 100 0,715 9 000 13 ; 4 475 2 60
  - 150 X 17,7 X 11,0 8,70 16 750 0,72 10 000 13 4 725 2,45
  - 160 X 18,7 X 11,5 9,14 19 850 0,728 12 000 13 5 200 2,20
  - 165 X 19,9 X 12,0 9,35 21 470 0,732 13 000 13 5 430 2,10
  - 167 X 19,6 X 12,4 9,55 23 070 0,736 14 000 13 5 675 2,18
  - 174 x 20,4 x 1,30 9,86 26 150 0,742 16 000 13 6 130 2,00
  - TABLEAU VI. — Tonnage des navires lancés en Angleterre de 1892 à 1900
  - Tonnage. 1892 1893 1894 1895 1896 1897 1898 1899 1900
  - 2 000 à 2 999 104 75 100 88 89 73 79 57 47
  - 3 000 à 3 999 67 63 90 75 83 74 141 129 119
  - 4 000 à 4 999 23 18 25 30 23 23 28 39 *56
  - 5 000 à 5 999 8 5 14 9 35 15 23 27 26
  - 6 000 à 6 999 *5 6 4 6 6 5 13 15 17
  - 7 000 à 7 999 » 1 2 ) 4 8 13 9 12
  - 8 000 à 8 999 » » * 4 ) 9 ! “ ) C\ 2 \ i 2
  - 9 000 à 9 999 » » » ) ) Z , 1 4 4
  - 10 000 à 10 999 » » » » » } j ) j f.
  - 11 006 à 11 999 » » » » 1 3 \ 4 9 4
  - 12 000 et plus. » » » 1 » ) 4
  - Disposition des cylindres. — On peut dire que, en tant qu’il s’agit de machines à grandes
  - vitesses, la pratique a sanctionné (tableau VIII), d’une façon presque universelle, l’emploi des machines à quatre manivelles commandées par quatre cylindres à triple ou quadruple expansion et disposées suivant le système Yarrow-Schlick-Tweedy ; il y a dix ans, la plus grande puissance était de 20 000 chevaux indiqués et la plus grande vitesse de 20,7 nœuds; actuellement, on dépasse 36 000 chevaux et 23,5 nœuds en marche courante, et ce résultat est dû à la Compagnie allemande Vulcain, de Stettin, qui a construit les deux transatlantiques les plus rapides et est en train d’en construire deux autres plus rapides encore.
  - 11 y a dix ans, on divisait très rarement le cylindre de basse pression des triples expansions, et le grand diamètre ne dépassait pas 3 m ; on opéra cette duplication sur la Campania, où l’on obtint, avec deux cylindres de basse pression de 2,50 m, une puissance supérieure de 50 0/0 à celle de la machine à cylindre de 3 m. Le très grand avantage d’un bon équilibrage et de l’atténuation des vibrations n’a fait qu’encourager cette pratique du dédoublement du cylindre de basse pression, en triple et quadruple expansion, avec les cylindres en tandem disposés par paires de manière à s’équilibrer. Grâce à ce dédoublement, même dans des machines de 18 000 chevaux, le diamètre des cylindres de basse pression ne dépasse pas 2,60 m, au lieu de 3 m avec un cylindre unique, pour 10 000 chevaux, avec des pressions d’admission respectives de 15,40 kg et 10,35 kg; il n’y a pas lieu de chercher à agrandir ces cylindres, mais on aurait peut-être avantage, avec des pressions encore plus élevées, à multiplier encore les expansions et les cylindres, parce que toute augmentation du nombre des manivelles tend à diminuer les vibrations. Les diagrammes figures 10 à 15 montrent que l’on peut disposer les manivelles multiples et leurs contrepoids de manière à réduire les vibrations au point que, sur le Deutschland, par exemple, les vibrations, mesurées aux extrémités de ce navire, de 206 m de long, ne dépassent pas 5 mm.
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-23
  - Rapports des volumes des cylindres. — Les hautes pressions ont conduit à augmenter le rapport des volumes des cylindres de basse (LP) et de haute pression (HP). Il y a dix ans, avec des pressions de 11,5 kg environ, ces rapports étaient, en moyenne, les suivants, IP désignant le cylindre intermédiaire :
  - LP/IIP = 6,77 IP/HP = 2,56 I.PIP = 2,6i; actuellement, avec des pressions de 12,60 kg, ils sont de :
  - LP/HP = 7,55 IP/HP — 2,74 LP/IP = 2,76. ,
  - Le rapport LP/HP ne s’écarte presque pas de la moyenne 7,55, tandis que les autres rapports varient considérablement. Sur les paquebots du Pas de Calais, à traversées rapides et courtes, on se rapproche de la pratique des contre-torpilleurs, où l’on recherche plutôt la réduction du poids des machines que leur économie; avec des pressions de 11,5 kg à 12,6 kg, le rapport LP/HP tombe à 5,25 et 5,93. Dans les grands paquebots et cargos, où l’économie de combustible est très importante, l’on
  - Fig. 10.
  - Campania (1893), 30 000 chev.
  - Fig. 11.
  - Kaiser Wilhelm der Grosse (1838), 28 000 chevaux.
  - LÆ
  - Fig 12.
  - Deutsckland (1900), 30 000 chev.
  - H. M. S. King Alfred (1901), 30 000 chevaux.
  - Kronprinz Friedrich (1901)
  - Kaiser Wilhelm II (1902).
  - n’a pas, en général, augmenté la détente proportionnellement à la pression, car on n’y considère pas les très grandes détentes comme avantageuses au total. Sur les croiseurs à triple expansion, avec des pressions de 15 kg, le rapport LP/HP est passé, de 5 qu’il était aux pressions de 11 kg, à 5,66, puis il s’est élevé à 7,1 pour les pressions de 17,5 kg. Avec les quadruples expansions, ces rapports sont plus grands qu’avec les triples, et, en moyenne, de :
  - LP/HP = 10,25 2e IP/HP = 4,40 lre IP/HP = 1,96.
  - Il serait très désirable que l’on fit, sur cette question des rapports des cylindres, une série d’expériences comparatives; mais leur exécution présente les plus grandes difficultés; à leur défaut, la pratique et quelques essais isolés semblent indiquer que, en triple et quadruple expansion, l’on n’a pas intérêt à pousser très loin la détente, au point de vue de l’économie de charbon par cheval effectif* économie qui ne se confond pas toujours avec celle par cheval indiqué.
  - Enveloppes de vapeur. — Avec les hautes pressions, et surtout avec la vapeur surchauffée, Futilité de ces enveloppes est discutable aux cylindres cl’admission ; dans bien des cas, on conserve l’enveloppe avec cylindre intérieur constitué par une virole séparée, qui assure un frottement très doux, plus doux que celui de la fonte même du cylindre, mais sans y envoyer de la vapeur; les essais des croiseurs Argonaut et Hyacinthe paraissent favorables à la suppression de l’enveloppe; elle est encore utile dans les machines lentes et à grande détente de la marine marchande, mais fort peu, et disparaîtra probablement avec les hautes pressions.
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- - TABLEAU VII. — Nombre des grands navires des différentes nations en 1891 et 1901
  - TONNAGE ENSEMBLE GRANDE- BRETAGNE ALLEMAGNE FRANGE ÉTATS-UNIS RUSSIE ESPAGNE BELGIQUE ITALIE JAPON HOLLANDE AUTRICHE
  - 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1831 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901
  - Au-dessus de 13 000 . » 10 » 4 » 6 » » » » » » » » » » » » » » » » » »
  - 12 000 » 8 » 5 » 2 » » » » » » » » » » » » » » 1 » »
  - 11 000 » 12 » 7 » » » 2 » 3 » » » » » » » » » » » » » »
  - —- 10 000 2 21 2 6 » 13 » » » 1 » » » » » » » » » » » 1 » »
  - _ . 9 000 2 10 2 8 » » » 2 » » » » » » » » > » » » » » » »
  - _ 8 000 4 22 4 18 1 3 » » » » » » » » » » » » » » » 1 » »
  - , 7000 9 52 9 36 2 10 4 3 » 1 » 2. » » 1 » » » » » » » » »
  - _ __ 6 000 15 118 10 71 2 9 3 12 » 6 » 1 » 1 » 1 » » » 16 » » » 1
  - 5 000 59 252 37 153 12 59 3 3 1 16 » 9 3 4 2 3 1 » » 1 » 1 » 3
  - TABLEAU VIII. — Dimensions et poids de la machinerie des navires-types modernes
  - Nom du navire Deutsckland. Kaiser Wilhelm der Grosse. H. M. S. King Alfred. Celtic. Duke of Corn-wall. Juno et Boris. Indrani.
  - Vulcan Co., of Stettin. Vulcan Co., of Stettin. Vickers, Sons, et Maxim, Limited, Barrow. Harland et Wolf, Belfast. N. C. and A. G. N. C. and A. Co. N. C. and A. Co.
  - Propriétaires Ilamburg-Ame- rican. North German Lloyd. Amirauté anglaise. White Star. L. and N. W. Ry. Co. Amirauté anglaise. T. B. Royden and Go.
  - Date de livraison.... 1900 1898 1901 1901 1898 1896 1894
  - Longueur totale 210 m 197 m 160 m 212 m 98 m 113 m 126 m
  - Entré perpendiculaires 208 190 152 207 95 11.28 107 121
  - Largeur ;.. 20,40 20,10 21,70 23 16,46 14,60
  - Profondeur 13,40 18,10 12 14,70 5,35 10,40 9,60
  - 'l'onnage brut 16 500 tonneaux. 14 349 tonneaux. 8 700 tonneaux. 20 880 tonneaux. 1 540 tonneaux. 3 773 tonneaux. 4 944 tonneaux.
  - Tirant." 8,84 m 8,54 7,90 10 4,65 6,25 7,62 m
  - Déplacement 23 620 tonneaux. 20 880 tonneaux. 14 200 tonneaux. 33 550 tonneaux. 2 830 tonneaux. 5 600 tonneaux. 10 930 tonneaux.
  - Type de machine 6 cylindres, qua- 4 cylindres, 4 cylindres, 4 cylindres, 4 cylindres, 3 cylindres, 3 cylindres,
  - druple expan- triple expansion triple expansion quadruple ex- triple expansion triple triple
  - sion, syslème Schlick. système Schlick. Yarrow, Schlick et Tweedy. pansion. Yarrow, Schlick et Tweedy. expansion. expansion.
  - Nombre de manivelles . . 4 4 1,32 m 2,28 2,45 4 2,07m 1,10 1,80 4 840 1,20 m 1,73 m 4 560 863'967 3 3
  - Diamètre des cylindres de ctiac|ue iiiaclnne , » i 264 2 70 1 87 2,45 2,07 2,49 967 838 1,25 m 1,88 686 1,12 m 1,83 m
  - Course 1,85 1,75 1,22' 1,60 838 990 ' 1,22
  - Vitesse du piston en mètres par seconde » 4,43 4,.80 » 4,40 4,55 3,20
  - Nombre et type des chaudières /. 12 doubles et 12 doubles 13 Belleville 8 doubles. . 4 simples 8 simples 2 doubles
  - 4 simples. et 2 simples. avec économiseurs. . cylindriques. cylindriques. cylindriques.
  - Nombre des foyers 112 104 43 48 16 24 8
  - Pression 15,4 k 12,6 Chaud. 21, mach. 17,5 15 13 11 13
  - Surface de chauffe totale 7 940 m* 7 830 6 689 3 877 1 020 1 630 567
  - — de grille totale 195 m 242 214 93 29,5 55,7 17,7
  - Tirage T Ilowden. Cendrier ouvert. Naturel. Forcé. Cendrier fermé forcé. Cendrier fermé forcé. Naturel.
  - Puissance indiquée totale 35 000 30 000 30 000 13 000 5 520 9 830 2120
  - Vitesse moyenne maxima. Encombrement superficiel des machines et chaudières 23,51 knots. 22,79 knots. 23 knots. 16 0 knots. 19,75 knots. 20 knots. 10,75 knots.
  - par I. II. P 0,40 m2 0,39 0,32 0,90 0,38 0,41 0,46
  - Poids total de la machinerie et de l’eau 5 670 tonnes. 4 460 tonnes. 2 500 tonnes. 2 975 tonnes. 612 tonnes. 901 tonnes. 455 tonnes.
  - 1. H. P. par tonne de machinerie 6,35 6,71 12 . 4,37 9,02 10,88 4,06
  - 7-24 LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-25
  - Équilibrage des tiroirs. — Les hautes pressions ont nécessité l'emploi d’anneaux ou cadres d’équilibrage aux tiroirs de basse et intermédiaire pression ; les types représentés par les figures 16 à 18 sont ceux adoptés avant les chaudières à tubes d’eau, pour des pressions de 12 kg. En figure 16, l’anneau en bronze A est rendu étanche par deux garnitures d’amiante pressées par un second anneau à ressorts; en figure 17, la garniture d’amiante est remplacée par un segment métallique Ramsbottom; il en est de même en figure 18, avec un perfectionnement : la faculté de régler les ressorts de poussée du cadre par des boulons. Le dispositif figure 19 était destiné à une petite machine marchant à 15,5 kg ; le type de Vickers (fig. 20), pour pressions de 21 kg, avec garniture métallique à coins, a donné pleine satisfaction; la tension des ressorts y est réglée par des boulons, comme en figure 18, mais avec addition d’un arrêt empêchant le tiroir de se soulever plus qu’il ne le faut pour céder aux coups d’eau;
  - Fig. 16 à 23.
  - Anneaux d’équilibrage des tiroirs.
  - Fig. 25.
  - Machine de navire marchand de 3 000 chevaux à la même échelle que la figure 24.
  - dans la variété de ce type représenté par la figure 21, cette levée est limitée par des taquets logés dans les boulons mêmes de serrage des ressorts. Les types figures 22 et 23 sont adoptés par la marine marchande pour des pressions de 12 à 14 kg.
  - Vitesse du piston. — Cette vitesse s’est, comme nous l’avons dit, considérablement accrue ; en voici la moyenne pour différents types de navires :
  - Paquebots océaniques à grande vitesse.. Paquebots océaniques à vitesse moyenne
  - Cargos ................................
  - Paquebots rapides du Pas de Calais.....
  - Vitesse du piston
  - par seconde. Course.
  - 4ro,70 lm,70
  - 3ra,7o lm,40
  - 2m,55 lm,20
  - 4m,43 0m,85
  - Ces grandes vitesses exigent un graissage plus soigné, principalement aux portées des manivelles et au bas des escaliers principaux, dans lesquelles il faut ménager de larges saignées pour y assurer une libre circulation de l’huile ; mais ces vitesses n’ont pas accru le nombre des accidents, faciles à éviter par une construction plus soignée et l’emploi de meilleurs matériaux,
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- - 7-26
  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Diamètre et résistance des arbres. — Les accidents au bout des arbres d’hélices sont fréquents, dus principalement aux corrosions ; le tableau ci-dessous donne les dimensions proposées par différentes autorités pour les arbres d’une machine à triple expansion, à pression de 12 kg, et avec cylindres de 585, 965 et 1,60 m X! 1,14 m.
  - Efforts supportés par les pièces des machines dans les cargos et les contre-torpilleurs. — Les figures 24 et 25 font bien ressortir le contraste entre les machines de ces deux types extrêmes, dont le tableau ci-dessous donne les fatigues, doubles, en moyenne, dans la machine du torpilleur.
  - Fatigue en kilogrammes par millimètre carré
  - Arbre..........................................................
  - Tjge de piston.................................................
  - Boulons des grosses têtes de bielles...........................
  - Filetage de la tige de piston..................................
  - Cylindre de haute pression.....................................
  - — intermédiaire.........................................
  - — de basse pression.....................................
  - Facteur de sûreté, boulons de bielles..........................
  - — lige de piston..............................
  - — filetage....................................
  - Résistance minimum acier.......................................
  - — fonte.....................................
  - Types de machines de la pratique courante (fig. 26 à 38). — Les paquebots Duke of Lancaster et Duke of Cornwall, construits en 1894 et 1898, pour la Compagnie du London and North Western Ry,
  - Cargo. 80 tours. 7 500 chevaux. Contre-torpilleur 300 tours. 6 000 chevaux.
  - 2,10 4,4
  - ' '1,7 3,7 .
  - 3,6 6,0
  - 2,9 6,4
  - 2,9 3,0
  - •2,15 3,4
  - 1,8 1,6
  - 12,0 7,575
  - 26,4 12,75
  - 13,2 7,35
  - 45k,0 O OC
  - 13,0 15,0
  - Fig. 26 à 28. — Machines du paquebot Duke of Lancaster,
  - service de Fleetwood et Belfast, sont presque identiques, à deux hélices, avec machines construites de manière à pouvoir donner à l’occasion un fort coup de collier, faire le trajet en cinq heures et demie au lieu de six heures et demie pour rattraper la marée. Le premier de ces paquebots avait deux machines à triple expansion, avec cylindres de 610, 914 et 1,40 m X 840, pression 11,5 kg, vitesse 150 tours, puissance 5 400 chevaux ; les machines du second, également à triple expansion, mais à quatre manivelles, avaient des cylindres de 560,865, 970 et 970 X 840, puissance 5 700 chevaux, vitesse
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- - LES MACHINES MARINES
  - Tl-21
  - ICO tours, pression 12,60 kg; on remarquera l’augmentation corrélative de la pression, de la vitesse et de la puissance.
  - On peut faire une comparaison analogue entre les machines des cargos Volta et Sokoto, construits, l’un en 1892 et l’autre tout récemment, pour le même service : le Volta a une seule machine à triple expansion, avec cylindres de 585, 965 et 1,57 mXt,07 m, pression 11,12 kg, puissance 1 400 chevaux à 70 tours, vitesse des pistons 1,50 m par seconde ; les machines du Sokoto (fig. 38) ont des cylindres
  - V . —,—1- , i .T -,--- , ^
  - Fig. 29 et 30. — Machines du paquebot 'Duke of Cornwall.
  - Fig. 31 et 32. — Machines des cargos Bornu et Sokoto.
  - de 585, 965, 1,60 m X 1,14 m, puissance 1 800 chevaux à 85 tours, vitesse des pistons 3,25 m, pression 12,60 kg. On y a, en outre, ajouté un réchauffeur d’alimentation et remplacé l’hélice en fonte par une hélice à moyeu en acier et ailes en bronze.
  - Le paquebot Orlona, construit en 1898 pour la Pacific Steam Navigation C°, peut être considéré comme un excellent type de paquebot moderne à très longues traversées, avec une cargaison payante bien plus profitable que celle des transatlantiques deluxe ; ses machines ont (fig. 32 et 33) des cylindres de 760, 1,26 m et 2,11 m X 1,37 m, puissance 8 555 chevaux à 82 tours.
  - Les machines du Ring Alfred (fig. 34 à 38) peuvent être considérées comme représentatives de celles des navires de guerre modernes; leurs dimensions comparatives sont données aux tableaux VIII et IX.
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- - TABLEAU IX. — Encombrement de la machinerie dans les navires de guerre et marchands modernes
  - I. H. P. ENCOMBREMENT HORIZONTAL
  - TYPE TYPE PRESSION (a) en pleine marche tirage forcé MACHINES CHAUDIÈRES TOTAL
  - des
  - DU NAVIRE DES chaudières mètres carrés mètres carrés
  - CHAUDIÈRES [b) en pleine marche , mètres carrés
  - machines tirage naturel longueur X largeur par longueur X largeur par par
  - (c) marche normale i. h. p. i. h. p. i. h. p.
  - kS- mètres, mètres. mètres, mètres.
  - Cuirassé, 1895 Majestic. Cylindriques. 10,9 {a) 12,000 13,20 X 14 0b) 0,019 24,2 X 13,8 (6) 0,034 (b) 0,053
  - 10,3 (b) 10,000 (c) 6,000
  - Cuirassé, 1900 Duncan. Belleville. 21 (b) 18,000 15,85X14,10 {b) 0,012 28,6 X 13,8 (b) 0,022 (b) 0,034
  - 11,5
  - Croiseur, 1892 Crescent. Cylindriques. 10,9 (a) 12,000 . 12,20x14 (b) 0,017 28,5 X 11,28 (b) 0,032 (b) 0,049
  - 10,3 {b) 10,000
  - (c) 6,000
  - Croiseur, 1900 Hogue. Belleville. 21 (b) 21,000 12,3 X 14,5 (6) 0,013 30 X 13,4 (6) 0,024 {b) 0,037
  - 17,5 (c) 16,000 10 X 10,3
  - Croiseur, 1901 Ring Alfred. Belleville. 2.1 (b) 30,000 20,50 X 14,35 (6) 0,009 27,4 X 13,4 (b) 0,022 (6) 0,031
  - 17,3 (c) 22,500 13,7 X 12,3 13,7 X 9,7
  - Croiseur, 1901 Monmoulh class. Belleville 21 (b) 22,000 18 X 12,3 (b) 0,01 27,4 X 11,9 (b) 0,020 (6) 0,030
  - et NicJausse. 17,3 13,7 X 10,4
  - Croiseur, 1896 Pelorus. Normand. 21 (a) 7.000 11,4 X 10,4 {b) 0,024 24,4 X 7,30 (b) 0,037 (b) 0,061
  - 17,3 (6) 5,000 (c) 3,500
  - Contre-torpilleur, 1900... Vixen. Vickers 17,4 (a) 6,000 8,80 X 5,50 0,008 20,20 X 4,25 0,014 0,022
  - Express. 17
  - Paquebot du canal....... Duke of Cornwall. Cylindriques. 10,5 (a) 5,517 8,23 X 10,30 {a) 0,015 12,20 X 10 (a) 0,022 (a) 0,037
  - Cargo Indrani. Cylindriques. 10,5 (b) 2,120 . 8,60 X 9,90 0,004 9,75 X 10,35 0,047 0,051
  - Transatlantique Kaiser Wilhelm der Grosse. Cylindriques. 12,5 (b) 28,000 21,90X16,8 0,013 22,3 X 16,5 22,3 X 16,5 {b) 0,026 (b) 0,039
  - Transatlantique Deutschland. Cylindriques. 15,4 {a) 35,000 26,5 X 17,07 0,013 24,4 X 16,7 24,4 X 16,5 18,9 X 6,40 0,027 0,040
  - Moyen Cellic. Cylindriques. io {b) 13,000 __ — — — 0,09
  - Transatlantique Campania. Cylindriques. 11,5 (/>) 30,000 15,20 X 17 0,009 25 X 16,9 20,5 X 16,9 0,026 0,035
  - 7-28 LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-29
  - Machines enfermées. — Les machines des contre-torpilleurs, qui marchent à de très grandes vitesses : 420 tours par minute, ont rendu presque nécessaire l'adoption de types fermés, avec graissage forcé, très avantageux, car l’espace laissé entre les deux machines ne dépasse pas, sur ces bâtiments, l,0o m. La figure 39 représente une machine Yarrow, qui contraste avec le type ouvert correspondant (fîg. 40 et 41) ; ces machines fermées fonctionnent parfaitement bien sur des contre-torpilleurs à 30 nœuds, et peuvent inspirer autant de confiance que si elles étaient parfaitement visibles.
  - Fig. 33 et 34. — Machines du transpacifique
  - Orfona à 2 hélices.
  - Fig. 33. — Coupe par le cylindre intermédiaire IP de la machine figure 36.
  - Fig. 39. — Machine enfermée de torpilleur Yarrow.
  - Machines auxiliaires; garnitures de piston. —A l’origine des hautes pressions, on]perdait beaucoup par les fuites aux garnitures des pistons et des tiges, tant aux machines principales qu’aux auxiliaires. On a essayé avec succès des garnitures de tiges en un mélange de métal antifriction en poudre, de graphite et de pétrole, serré entre deux bagues de vulcanite ou de métal, ce qui est préférable. Tout récemment, on a constaté que les garnitures métalliques sont inutiles pour .les pistons et les tiges des cylindres de basse pression; dans la marine de guerre, les garnitures non métalliques sont préférées pour les cylindres de basse pression.
  - On pourrait diminuer la dépense de vapeur considérable des auxiliaires en compoundant la plupart de leurs machines ; mais le surcroît de poids qui en résulterait est, dans la marine de guerre du moins,
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- - ?-30
  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - une objection à cette mesure. On devrait remplacer par des tiroirs plats équilibrés les tiroirs-pistons des machines auxiliaires, la plupart sans garnitures, et qui ne tardent pas à fuir considérablement ; actuellement, ces tiroirs-pistons sont garnis de segments analogues à ceux des pistons des machines principales.
  - Le système d’échappement fermé de sir John Duston consiste à relier tous les échappements des machines auxiliaires aux vaporisateurs et aux boîtes des tiroirs de basse pression des machines principales par des valves spéciales, et à leurs condenseurs auxiliaires par des valves qui s’ouvrent dès
  - Fig. 36 et 37. — Machines du croiseur King Alfred.
  - que la pression dépasse 2 kg au-dessus de celle de l’atmosphère, de sorte que ces condenseurs ne reçoivent que la vapeur inutilisable par les vaporisateurs. Les connexions avec les boîtes des tiroirs de basse pression permettent, quand on les ouvre, d’y utiliser l’échappement des auxiliaires. Avec ce système, la contre-pression est augmentée aux machines auxiliaires ; mais, comme elles sont presque toujours des compound à double détente seulement, cette contre-pression leur laisse encore une marge suffisante et en régularise la marche; le grand avantage du système est de permettre l'utilisation de la chaleur latente delà vapeur d’échappement des machines auxiliaires au lieu de l’envoyer au condenseur.
  - On a proposé d’actionner une partie des machines par l’électricité, et ce serait avantageux comme emploi d'une partie de l’énergie d’un système considérable de distribution d’électricité engendrée d’une façon économique, principalement pour la commande des ventilateurs et autres appareils très éloignés des tuyauteries principales. Néanmoins, l'emploi général de l’électricité, principalement dans la marine américaine, ne s’est pas montré très favorable, en raison surtout de la difficulté avec laquelle
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- - LES MACHINES MARINES
  - 1-31
  - les dynamos se prêtent aux coups de collier, comme dans le cas du levage d'une ancre, où il faut développer très vivement un effort considérable; on ne doit pas, d’autre part, employer l’électricité pour les auxiliaires indispensables à la marche des machines principales, et pour lesquelles la question de la sûreté du fonctionnement prime celle de l’économie.
  - Pompes à action directe. — Le tableau XI donne quelques résultats d’essais avec des pompes à action directe et à manivelles; on y voit que la dépense de vapeur des pompes directes est très inférieure, en simple et en compound, et que leur rendement mécanique est supérieur d’environ 10 0/0.
  - Fig. 38. — Machines du croiseur liing Alfred.
  - Le propulseur. — La question du propulseur n’a guère fait de progrès; on emploie de plus en plus deux hélices, en raison surtout de la sécurité que ce système procure en cas d’accident à l’une des hélices ; on a aussi, sur un ou deux navires de faible tirant d’eau, adopté trois hélices, commandées par une machine à triple expansion, ce qui présentait l’avantage de marcher avec l’hélice centrale seule en allure lente, les deux autres tournant folles; on obtient ainsi une marche en croisière économique; mais le système des trois hélices n’est peut-être pas économique en lui-même. On a, pour obtenir un résultat analogue, pourvu la machine du croiseur russe Olga d’un quatrième cylindre qui, en pleine marche, ne sert qu’à déplacer de la vapeur, avec son piston toujours en équilibre, tandis qu’en marche à petite vitesse il sert en quatrième en détente; mais on ne possède encore aucune donnée expérimentale sur le fonctionnement de celte machine.
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- - TABLEAU X. — Navires rapides des principales nations maritimes en 1891 et 1901
  - HOLLANDE, AUTRICHE, ITALIE, JAPON
  - ENSEMBLE GRANDE-BRETAGNE ALLEMAGNE FRANGE ÉTATS -UNIS BELGIQUE RUSSIE ROUMANIE, CHILI
  - NAVIRES ESPAGNE, SUÈDE ET DANEMARK
  - 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901 1891 1901
  - 20 nœuds et au-dessus 8 58 8 32 » 5 » 7 » 4 » 6 » 1 » 3
  - 19 et 19 1/2 17 34 8 21 6 2 » 3 » » 3 3 » 4 » 1
  - 18 1/2 6 8 5 O 1 3 » » » » » » » » » »
  - 18 13 39 12 33 » 2 » » » » » » » » 1 4
  - n 1/2 24 26 11 13 3 1 10 12 » » » » » » » »
  - n 18 64 13 42 4 1 1 5 » 5 » 3 » » » 8
  - 16 1/2.... 24 23 » 15 » 1 » 5 » i » » » » » 1
  - 16 9 70 17 41 2 7 1 3 1 10 » » » » 3 9
  - 15 1/2 43 34 5 13 » 8 1 1 » 9 » » » » 3 3
  - 15 41 121 38 78 » 4 3 8 » 16 1 1 » 2 1 12
  - TABLEAU XI. — Dépense de vapeur des pompes directes et à manivelles
  - Types des pompes
  - Simples ou compound
  - Durée de l’essai.............
  - Pression de vapeur à la pompe
  - Tours par minute.............
  - Déplacement par tour.........
  - Charge de l’eau...............
  - Kil. d’eau par kil de vapeur... Vapeur par cheval indiqué....
  - Vapeur par cheval effectif...
  - Rendement mécanique..........
  - SANS CONDENSATION
  - SANS CONDENSATION
  - min.
  - kil.
  - kil.
  - A MANIVELLES DIRECTES DIRECTES
  - Simples Compound Compound Simples Simples Double Compound Simples
  - A B C D E F G 11
  - 30 30 30 120 . 30 30 30 30
  - 9,1 11,4 7 . 7,2 10,3 10 7,3 7
  - 12,76 20,63 9,4 12,45 24,43 10,26 11,93 6,3
  - 25 25 23 13 95 105 54 54
  - 12,6 3,64 2,40 11,2 5,1 13,6 13,5 13,6
  - 57,9 277 287,5 87,7 288 135,75 86,5 76,4
  - 30,5 21,7 33 24 17,2 14 22,5 24,7
  - 38 27 39 27,6 18 15 25 27
  - 0,824 0,802 0,844 0,873 0,941 0,926 0,908 0,919
  - A, pompe Weir à deux cylindres à vapeur de 216 millimètres, et deux pompes de 165 X 305 de course. — B et C, pompe Weir à deux cylindres à vapeur de 127 X 246 de diamètre et 2 corps de pompe de 165X305. — D, pompe Weir alimentaire, cylindre à vapeur de 200 mm de diamètre, pompe de 130 X380 de course. — E, pompe Weir de ballast, cylindre de 254 mm de diamètre, pompe de 315 X610 de course. — E, pompe Weir, cylindre de 355 X66u mm de diamètre, pompe de 241 X010 de course — Essais G et H, avec la partie haute pression de la pompe F.
  - 7-32 LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-33
  - Vitesse des navires. — On a, pendant ces dix dernières années, réalisé, de ce chef, de très grands progrès, comme le montre le tableau X;le torpilleur à turbo-moteur Viper a atteint 37 nœuds;
  - Su# sajftj p
  - Fig. 40 et 41. — Machine de contre-torpilleur de 600 chevaux (détail du graissage).
  - le grand transatlantique Deulschlancl fait 23,51 nœuds, et le City of Dublin, paquebot de 3 096 tonneaux pour la traversée du canal, 23,62 nœuds, avec une machine à triple expansion, quatre cylindres et une pression de 12 kg, fournie par quatre chaudières cylindriques doubles à vent forcé.
  - Sedùn Gx&ame 61,
  - S&Sak » fetaru PS.
  - Fig. 42. — Disposition des turbines à vapeur. Projet pour un navire de 7 000 chevaux.
  - Comparaison des vitesses, poids et encombrement. — Ainsi que lè montre le tableau VIII, dans la marine militaire, on dispose de moins de poids et d’espace pour les machines que dans la marine marchande; la puissance, par tonne de machinerie, est presque double et l’encombrement en
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- - 7-34
  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - plan réduit de 25 0/0. Le rapport de la surface de chauffe à celle de la grille, qui est de 39 avec le tirage forcé Howden, tombe à 32 avec le tirage ordinaire et à 31 avec les chaudières Belleville. Sur les paquebots transatlantiques d’il y a dix ans, la puissance par tonne de machinerie était de 6,75 chevaux environ, à peu près la même qu’aujourd’hui, et l’encombrement superficiel de 0,5 m'2 par cheval, un peu plus que de nos jours. D’autre part, sur le cargo moyen Incliani et sur le Celtic, la puissance par tonne est inférieure de 50 0/0 et l’encombrement par cheval presque double. Si l’on compare le paque-
  - Fig. 43 et 44. — Comparaison entre les turbines et les machines du projet figure 42.
  - bot du canal Duke of Cormvall et le croiseur de seconde classe Doris, tous deux à chaudières cylindriques et vent forcé, le croiseur, bien que marchant à une plus faible pression, a l’avantage d'une plus grande vitesse de piston, et développe 10,88 chevaux par tonne, au lieu de 9 chevaux sur le paquebot.
  - Quant au poids des machines, en 1881, la moyenne, pour les navires marchands, était de 4,66 chevaux par tonne; en 1891, elle était de 4,8 chevaux pour les cargos, et aujourd’hui de 4,4 chevaux; pour les transatlantiques rapides; elle reste, depuis dix ans, à peu près constante et de 6,7 chevaux; dans la marine de guerre, elle est passée de 6 1/4 chevaux, en 1881, à 10 chevaux en 1891, et actuellement à 12 chevaux, tous au tirage naturel.
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-35
  - On voit, par le tableau IX, que le plancher de la salle de chauffe est, par cheval, et sur les transatlantiques, plus grand avec les chaudières cylindriques qu’avec les Belleville : 0,26 m2, au lieu de 0,22 m2, tandis que, sur les navires de guerre, les chaudières marines cylindriques exigent 0,325 m2; sur le Pelorus, à chaudières express à petits tubes, cet encombrement est de 0,36 m2. En ce qui concerne l’encombrement horizontal de la machine proprement dite, il varie beaucoup; il est plus grand sur les croiseurs que sur les navires marchands, où la hauteur, pratiquement illimitée, permet les cylindres verticaux en tandem, et il faut, sur ces derniers navires, mesurer très strictement l’espace aux machines, en raison de la très grande valeur du fret; on peut évaluer, en effet, à 5 000 francs par an le rapport de chaque mètre carré sauvé aux machines sur les quatre ponts.
  - Les turbines à vapeur. — La dépense de vapeur des turbines à vapeur employées pour l’électricité est, en moyenne, de 6 kg par cheval-heure, pour des puissances de 1 000 chevaux environ, et cette économie serait considérable sur un navire marchand allant presque toujours longtemps en pleine puissance; elle serait moindre pour les navires de guerre, à marche très variable; mais leur légèreté les rend très avantageuses en bien des cas, et il semble quelles ont un très bel avenir. La figure 42 donne le schéma d’une installation de turbines de 7 000 chevaux, avec trois turbines, dont deux à vapeur à basse pression et celle du milieu à haute pression pour la marche avant, et qui tourne à vide quand les deux autres marchent en arrière; la commande de ces diverses turbines se fait facilement par des valves disposées de manière qu’elles ne puissent interférer ; pour 7 000 chevaux, l’encombrement comparatif des turbines et des machines ordinaires est donné par le tableau ci-dessous :
  - Machines
  - ordinaires. Turbines.
  - Poids, machines et cheminées .., 270 tonnes 190 tonnes
  - Encombrement horizontal .... 85m2 85ra2
  - Volume 400mS 300m3
  - Résumé et conclusions. — La pression aux chaudières est, dans ces dix dernières années, passée de II à 14 et 19 kilogrammes dans la marine marchande,et 21 kilogrammes dans la marine de guerre; la vitesse des pistons est passée de 2,75 mcà 3,05 m et même 4,50 m dans la marine marchande, 4,80 m dans la marine de guerre, et même 6,60 msur les contre-torpilleurs. La puissance par tonne de machinerie est passée de 20,7 nœuds à 23,38 nœuds; pour les grands cuirassés, elle est passée de 22 à 23 nœuds. La dépense de charbon est tombée, pour les navires océaniques, de 0,8 kg à 0,7 kg par cheval-heure; il y a dix ans, il fallait dépenser 4,5 kg pour transporter une tonne à 100 milles, et aujourd’hui 1,8 kg seulement.
  - Parmi les machines exposées dans la section française autrement que par des dessins et des modèles, et sur lesquelles nous avons pu nous procurer quelques renseignements, nous citerons les suivantes :
  - L’appareil moteur du Dapleix, exposé par la Compagnie des Forges et Chantiers de la Méditerranée, se compose [fig. 45-50) de trois machines identiques à celle exposée dans le palais des armées de terre et de mer et qui était la machine centrale de ce croiseur.
  - Cette machine, à triple expansion, comporte quatre cylindres, indépendants les uns des autres, disposés dans l’ordre suivant, à partir de l’avant de la chambre des machines :
  - 1 cylindre HP, 1 cylindre MP et 2 cylindres BP.
  - Le calage des quatre manivelles a été étudié de manière à rendre le moment moteur aussi uniforme que possible et à réduire les vibrations.
  - La distribution est du système Marshall modifié le point d’attaque de la commande de chaque tiroir, au lieu d’être placé en porte-à-faux, à l’extrémité de la barre d’excentrique, est reporté entre le point de suspension de cette barre et la puissance, et la bielle du tiroir est ouverte pour le passage de la manivelle de l’arbre de relevage.
  - La plaque de fondation et les bâtis sont en acier moulé.
  - Les plaques tribord et bâbord sont relevées sur un des côtés pour leur permettre de s’appuyer sur les carlingues longitudinales du navire.
  - Les bâtis sont boulonnés, à leur partie inférieure, sur les plaques, et reliés entre eux à leur partie supérieure par des traverses en acier moulé.
  - L’ensemble formé par la plaque de fondation et les bâtis est indéformable, et c’est sur celte base que viennent reposer les cylindres indépendamment l’un de l’autre.
  - 3
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- - t-36 LA MECANIQUE A L’EXPOSITIO.N
  - Les cylindres ont une enveloppe de vapeur; les chemises sont rapportées.
  - Fig. 4o et 46. — Machine du croiseur Dupleix. Élévation et plan.
  - Les plateaux sont en fonte avec enveloppe de vapeur. Les pistons sont en acier moulé avec garnitures en bronze Perkins.
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- - LES MACHINES MARINES
  - t-37
  - Tous les tiroirs sont cylindriques et sont au nombre de quatre, soit un par cylindre; ils sont en fonte avec garniture en fonte dure.
  - Les tiges de piston portent une crosse rapportée, avec patin et contre-patin.
  - Les glissières sont fixées à leur partie supérieure aux cylindres et, à leur partie inférieure, sur une traverse à sectiorf d’égale résistance, qui est appuyée sur deux bâtis contigus.
  - Le volant de mise en train actionne, par l’intermédiaire d’engrenages coniques et d’une vis d’arbre de relevage un cylindre à vapeur, dont le piston entraîne les bielles de rappel et permet de faire tourner le volant de mise en train sans effort.
  - Fig. 49 et 50. — Machine du Dupleix. Coupe longitudinale et plan-coupe.
  - Le vireur à vapeur, placé à une extrémité de la machine, attaque l’arbre moteur par l’intermédiaire de deux vis sans fin et deux roues striées, une de ces dernières étant calée sur l’arbre moteur.
  - DIMENSIONS PRINCIPALES d’l'NE MACHINE
  - Diamètre du cylindre HP............. ......................
  - — - MP.........................................
  - — — BP.........................................
  - Course des pistons..........................................
  - Puissance d'une machine.......................................
  - Nombre de tours correspondant..............................
  - Pression de marche au tiroir HP............................
  - Poids de la machine ........,..............................
  - 0,910 m. 1,360 m. 1,420 m. 0,800
  - 5 360 chevaux. 140 13 kg.
  - 109 000 kg.
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- - ”7-38
  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Fig. SL — Machine du Kléber.
  - Machine de canots du Monlcalm. Élévation
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- - LES MACHINES MARINES
  - La machine construite par le Creusot pour le croiseur Kléber, à trois hélices et à
  - 7-39
  - trois
  - moteurs, d’une puissance totale de 17000 chevaux, était à trois cylindres (fig. 51), de860,1,22 m,
  - Fig. 53. Machine du Montcalm. Vue par bout. Fig. 54. — Machine du Montcalm. Coupe par le cylindre de moyenne pression.
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- - 7-40
  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - 1,96 m et 850 de course avec distributions par tiroirs cylindriques ; vitesse 150 tours. La vapeur leur sera fournie à bord par 20 chaudières Niclausse, timbrées à 18 kg, avec une surface de grille totale de 102 m2 et une chauffe de 3 300 m2. Poids total des machines et chaudières, 1275 tonnes, y compris l’eau des chaudières, et dont 663 tonnes pour les machines et 612 pour les chaudières, soit un poids de machinerie de 79 kg par cheval; la surface de chauffe totale est de 0,19 m2 par cheval.
  - La machine à triple expansion pour canot vedette, exposée par les Forges et Chantiers de la Méditerranée [fig. 52 à 55), comporte 3 cylindres munis de 3 tiroirs cylindriques fondus d’un seul morceau.
  - La plaque de fondation et les bâtis sont en fonte d’une seule pièce.
  - L’arbre moteur en acier forgé avec ses manivelles, contrepoids, excentriques et commande de pompes alimentaires est d’un seul morceau.
  - \ 3.
  - Fig. 55. — Machine du Montcalm. Plan-coupe.
  - Les pistons sont en acier moulé avec garniture en bronze Perkins ; les tiroirs cylindriques sont en fonte avec garniture en fonte dure.
  - Les glissières sont rapportées.
  - La distribution est du système Marshall modifié.
  - La commande de la pompe à air se fait au moyen d’un balancier, d’une bielle et d’un excentrique.
  - DIMENSIONS PRINCIPALES DE LA MACHINE DU CANOT VEDETTE
  - Diamètre du cylindre HP.
  - — — MP.
  - — — BP.
  - Course commune.........
  - Nombre de tours (environ) Poids..................
  - 0,145 m. 0,216 m. 0,300 m. 0,170 m. 480
  - 719 kg.
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-41
  - La maison E. Amblard et Cie présentait (,fig. 06 à 62) une machine à triple expansion de 300 chevaux. Cette machine, construite en vue de s’adapter aux exigences de la navigation de pêche, est très robuste, d’un fonctionnement sûr et d’un entretien facile.
  - Un groupement judicieux des organes a permis de réduire notablement l’encombrement.
  - Fig. 56. — Machine Amblard de 300 chevaux.
  - La vapeur, avant de pénétrer dans la boîte à tiroir HP, forme enveloppe autour du cylindre HP. Le réservoir intermédiaire entre la haute et la moyenne pression est constitué par une enveloppe existant autour de la précédente ; de même, la vapeur du réservoir intermédiaire entre la moyenne et la basse pression réchauffe le cylindre BP avant de pénétrer dans la boîte à tiroir BP. Le tiroir HP est cylindrique. Le tiroir MP est du système Trick à canal intérieur, afin de diminuer le laminage de vapeur à l’arrivée. Le tiroir BP est à double orifice. Les pistons, à double toile, sont munis de segments en coins pressés contre les parois des cylindres par des ressorts. Cette disposition assure une étanchéité parfaite en compensant tous les jeux qui peuvent se produire.
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- - 7-42
  - LA MÉCANIQUE A L EXPOSITION
  - Fig. 57. —Machine Amblard de 300 chevaux. Élévation.
  - Fig. 38. — Machine Amblard. Vue par bout.
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-43
  - O ®
  - Machine Amblard. Plan.
  - Fig. 59.
  - Machine Amblaril. Détail des cylindres,
  - Fig. 60 et 61
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Le pied de bielle et la tête de bielle sont en bronze phosphoreux. Les glissières sont rapportées sur le bâti, ce qui permet le rattrapage des jeux.
  - Tous les organes pour la distribution de vapeur et le changement de marche sont disposés de manière à permettre un réglage facile et le rattrapage de jeu.'La rotule de commande de la
  - tige de tiroir est en Y. Le condenseur présente une grande surface refroidissante et est à double circuit d’eau. La pompe de circulation, d’un grand débit, est à double effet. La pompe à air est également à double effet. Ces deux pompes, ainsi que les pompes de cale et d’alimentation, reçoivent leur mouvement de la machine. Leurs clapets sont en fibre vulcanisée.
  - Le changement de marche est facile et rapide. Toutes les parties de la machine sont très accessibles et d’un démontage facile.
  - Parmi les détails de construction exposés par la célèbre maison A. Normand, du Havre, nous citerons les soupapes de sûreté des cylindres et leurs purgeurs automatiques.
  - La compression de la vapeur à fin de course du piston est un des plus importants facteurs de l’économie de combustible. Elle permet de supprimer l’influence nuisible des espaces morts, généralement très grands dans les machines à allure rapide, et surtout elle réchauffe les surfaces internes des cylindres beaucoup plus efficacement que les enveloppes de vapeur. La chaleur de la vapeur des enveloppes n’est, en effet, efficace qu’après avoir traversé des épaisseurs considérables de fonte, métal peu conducteur, tandis que la compression réchauffe la surface même qui vient en contact avec la vapeur à l’introduction, aussi bien celle du piston que celle du cylindre : en fait, elle constitue le seul moyen pratique de réchauffer le piston. Cette supériorité de la compression sur l’enveloppe est évidemment d’autant plus grande que l’allure de la machine est plus rapide; car la chaleur donnée aux surfaces internes se dissipe dans la masse d'autant moins que la vitesse de rotation est plus grande.
  - Or, dans les machines non pourvues de tiroirs d’échappement spéciaux et dans lesquelles l’introduction s’effectue par un seul tiroir, et tel est le cas dans la majorité des machines marines, la compression augmente rapidement avec la détente. Si donc on détermine les recouvrements de manière à supprimer en totalité ou en grande partie l’influence des espaces morts dans les grandes introductions, la compression atteindra, pour les faibles introductions, des valeurs exagérées, dangereuses pour les organes et nuisibles à la régularité de la rotation. Cet effet se produit encore dans toutes les machines au moment du renversement de marche brusque, et des diagrammes relevés dans ces circonstances, sur une machine à roues et, par conséquent, à allure lente, ont accusé, dans le cylindre, une pression momentanée presque double de celle de la chaudière. Cet effet eût été encore plus marqué dans un appareil à allure rapide.
  - C’est une erreur de croire que le tiroir plan peut ordinairement servir de soupape ; il n’en est généralement ainsi que lorsque la pression intérieure atteint une valeur égale à plusieurs fois celle de la boîte, la surface des lumières d’une extrémité n’étant qu’une très faible fraction de la surface du tiroir.
  - Quand le tiroir est cylindrique, il n’en est pas de même et il semble que les segments peuvent servir de soupapes; mais alors, s’ils sont, comme dans la grande majorité des cas, d’une seule pièce en hauteur, ils établissent, en se soulevant, la communication entre la boîte à tiroir proprement dite et l’échappement. Il faudrait donc, dans ce cas, qu’ils fussent en deux parties sur la hauteur, afin que celle qui forme recouvrement extérieur ne fût pas comprimée et maintînt la séparation entre l’introduction et l’échappement. Mais ce serait une disposition très défectueuse que de faire servir les segments de tiroirs comme soupapes; car on diminuerait très rapidement l’étanchéité des tiroirs cylindriques, généralement inférieure à celle des tiroirs plans, et on s’exposerait à des ruptures de segments toujours fabriqués en métal dur et cassant.
  - Pour permettre de donnera la compression les meilleures valeurs compatibles avec l’économie, la régularité de la rotation et la solidité de la machine, il est préférable de disposer, aux extrémités du cylindre, des soupapes évacuant dans la boîte à tiroir; de la sorte, la pression ne peut jamais dépas-
  - Fig. 62. — Machine Amblard. Cylindre de haute pression.
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- - LES MACHINES MARINES
  - 7-45
  - ser que de très peu la pression normale, et la vapeur expulsée n’est pas perdue. Les ressorts des soupapes exercent une pression presque nulle sur le clapet, puisque celui-ci est appliqué sur son siège par la pression de la boîte à tiroir; le fonctionnement s’opère sans bruit et sans usure appréciable.
  - Dans les bâtiments de guerre, où la puissance doit varier de 1 à 10, il est difficile de disposer la distribution de telle sorte que la compression à grande vitesse atteigne la pression de la boîte; malgré les soupapes, le couple de rotation deviendrait trop irrégulier, à très faible introduction.
  - Néanmoins les soupapes permettent de donner à la compression à pleine puissance une valeur beaucoup plus élevée et de réduire beaucoup l’introduction pour les faibles puissances. Ainsi, dans les torpilleurs numéros 126 à 129, où lestsoupapes ont été appliquées pour la première fois, l’introduction a pu être réduite à 0,35 pour les essais à lO nœuds, et a permis d’abaisser la consommation à un chiffre inférieur à 500 gr par cheval, tandis que, dans les torpilleurs également compound précédents, l’irrégularité de la rotation aux faibles introductions avait conduit à des introductions et, par suite, à des consommations beaucoup plus élevées.
  - CYLINDRE
  - BOITE
  - A TIROIR
  - Fig. 63.
  - CYLINDRE
  - Fig. 64.
  - Supposons, par exemple, que, à pleine puissance, la pression dans la boîte du petit cylindre d’une machine à triple expansion étant 12 kg effectifs, la compression atteigne soit 10 kg avec soupapes, soit 8 sans soupapes : les températures correspondant à ces trois pressions sont 191° — 183° et 174° respectivement, et les deux derniers chiffres représentent approximativement les températures des surfaces internes au moment de l’introduction. La condensation initiale sera proportionnelle à la différence des températures de la vapeur et des surfaces, soit à 8° dans le premier cas et à 17° dans le second; elle sera donc à peu près dans le rapport de 1 à 2.
  - De même pour le moyen cylindre. Soit la pression effective à la boîte 5,7 kg et admettons que la compression à pleine puissance puisse être portée à 4,5 kg avec des soupapes et à 3,5 kg sans soupapes. Les températures correspondant aux trois pressions sont : 162° — 155° et 147°. Les condensations initiales seront dans le rapport de 7 à 15.
  - Dans les navires de commerce, la marche étant généralement régulière, il y a grand intérêt à donner à la compression la valeur même de la pression dans la boîte ; mais alors, par gros temps, dans les manœuvres et, en général, dans toutes les circonstances qui exigent une diminution de vitesse ou des renversements de marche, les pressions intérieures peuvent atteindre des valeurs dangereuses si aucune disposition n’est prise pour en atténuer les effets. Les soupapes ordinaires ne suffisent pas ; car, pour éviter les fuites de vapeur dans la chambre des machines, elles sont généralement serrées outre mesure par les mécaniciens et, de plus, leur charge initiale par les ressorts est telle qu’elles ne résisteraient pas à un fonctionnement un peu prolongé. Il est probable que beaucoup d’avaries sont dues à cette cause peu connue. Enfin, les soupapes sont particulièrement avantageuses dans les locomfOtives, où les variations de puissance sont exceptionnellement étendues, puisque, parfois, elles doivent fonctionner à contre-vapeur.
  - En résumé, les soupapes de sûreté évacuant dans les boîtes à tiroir s’opposent à toute pi’ession intérieure exagérée et, en outre des avantages qu’elles présentent pour la sécurité, elles ont sur l’économie de vapeur une influence qui le cède peu en importance à celle des réchauffeurs d’alimentation.
  - La disposition des soupapes Normand (fig. 63 et 64) est très variable. Les boîtes sont parfois fondues avec les cylindres, mais plus généralement rapportées.
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  - LA MÉCANIQUE A L’EXPOSITION
  - Il est utile, sinon indispensable, que les clapets soient verticaux et reposent par leur propre poids sur les sièges, les ressorts ayant une tension initiale presque nulle et ne servant qu’à assurer la rapidité des mouvements. La boîte à clapet peut être mise en communication avec le cylindre et la boîte à tiroir au moyen d’un tuyautage, ce qui rend très facile l’application de l’invention aux machines
  - Fig. 63. — Purgeurs automatiques Normand.
  - anciennes. Ce tuyautage peut enfin être muni de robinets afin de permettre, en marche, la visite de la boîte.
  - L’invention est appliquée, depuis 1889, sur vingt-six torpilleurs déjà livrés et sur un grand nombr d’autres en construction ; la vitesse de rotation de ces petits bâtiments est telle qu’aucun doute ne peut exister sur son applicabilité à toute espèce de machines.
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- - LES MACHINES MARINES 7-47
  - Les purgeurs automatiques (fig. 6b), d’un fonctionnement sûr, même à la mer par mauvais temps, ont une grande importance.
  - Chaque machine Normand en possède trois : un pour la petite boîte à tiroir, un pour les enveloppes de vapeur, un pour le réchaufîeur.
  - Le premier sépare l’eau de la vapeur venant des chaudières ; non seulement il supprime les causes d’avaries par suite de projections d’eau, mais encore il augmente notablement le coefficient économique de la machine. On sait, en effet, que l’eau introduite dans les cylindres les transforme partiellement en bouilleurs, et, par conséquent, en condenseurs au moment de l’introduction.
  - Le second assure l’efficacité des enveloppes, souvent inutiles malgré l’augmentation de dépense considérable que leur établissement entraîne dans la construction des machines : les enveloppes sont même parfois une cause d’augmentation de consommation de vapeur, quand la manœuvre des purges est laissée à la discrétion du mécanicien.
  - Le troisième est indispensable au réchauffeur; sans un purgeur d’un fonctionnement assuré, le récbauffeur est inapplicable.
  - L’économie de combustible étant un des principaux objets des purgeurs, l’étanchéité de l’organe d’écoulement doit être complète, si on ne veut pas être exposé, au contraire, à une augmentation de consommation, surtout après quelque temps de service.
  - C’est ce qui se produirait infailliblement si, avec un obturateur imparfait, la quantité d’eau à purger devenait faible ou nulle : la perte de vapeur serait alors considérable.
  - De plus, l’action du purgeur doit être immédiate, surtout en cas d’entraînement d’eau. Ce résultat ne peut jamais être obtenu avec les purgeurs à dilatation, d’un fonctionnement très lent et d’un débit très faible.
  - L’organe d’écoulement est ici un clapet simple plus étanche que le clapet partiellement équilibré et surtout que le robinet ou la douille à frottements libres. Il exige, il est vrai, à cause de la charge de la pression intérieure sur le clapet, l’emploi d’un levier; mais, quel que soit le rapport des bras, le mouvement du flotteur est toujours beaucoup plus grand qu’il n’est nécessaire pour soulever le clapet du quart de son diamètre.
  - On s’est assuré, par expérience directe, que le purgeur soumis à des vibrations plus fortes et à des mouvements plus violents que ceux qu’il peut éprouver à la mer ne cesse pas d’être parfaitement étanche. Son emploi est donc particulièrement avantageux dans les machines marines. Il est également appliqué avec succès aux machines fixes.
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