MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR.

Ces données posées, nous allons examiner successi-vement les différents cas auxquels donnent lieu lescinq modes d’application de la force motrice de lavapeur, suivant les quantités de travail à effectuer, lesgenres adoptés et les autres circonstances qui peuventse présenter.

CHAPITRE I«*. MACHINES A VAPEUR HYDRAULI-QUES ou d’épuisement.

; Lorsqu’on appîiqne la force motrice de la vapeur àl’élévation de l’eau, la machine sert généralement àmouvoir des pompes.

Quand la force à transmettre n’est pas considérable,il arrive souvent que le mouvement est communiqué àces pompes par une machine à rotation ; mais quandcette force est supérieure à celles comprises dans lesquatre premières catégories, il est convenable de com-muniquer directement le mouvement du piston à vapeurà ceux des pompes. Comme ces dernières sont à simpleeffet, les machines à vapeur employées, dans ce cas, lesont aussi.

Ce sont ces machines que Ton désigne le plus parti-culièrement sous le nom de machines hydrauliques oud’épuisement et dont nous allons parler.

La théorie des machines à simple effet est la mêmeque celle des machines à vapeur à double effet, seule-ment leur travail n’en est que la moitié, pour un mêmenombre do coups doubles de pistons.

Quand on les applique au mouvement des pompes, ilse présente deux ca» principaux, savoir :

4* Ou les pompes sont aspirante» et eiévaioires ;

2“ Ou les pompes sont aspirantes et foulantes.

I er cas. Si les pompes sont aspirantes et élévatoires,la charge à soulever se compose de :

I" L’eau contenue au-dessus des pistons des pompes;

2° Les tiges et pistons des pompes.

Dans ce cas. la descente de» pistons et des tiges a lieuen vertu de leur poids seul, sans effectuer de travail ; ilfaut alors que leur poids ne soit que juste équivalent àla charge nécessaire pour produire cette descente, sansquoi la machine effectuerait un travail inutile à chaquecoup de piston.

Pour que le poids effectif des pistons et des tiges nesoit pas supérieur à la charge nécessaire pour produireleur descente, il faut, le plus souvent, I33 attacher àl’extrémité d’un balancier dont l’autre extrémité estchargée de contre-poids.

Ce genre de pompes n’est donc pas très conveuable,quand le puits est profoud, c’est-à-dire quand le poidsdes tiges et pistons est considérable.

On est cependant obligé d’y avoir recours, sinon pourtoute la hauteur du puits, du moins pour les pompesinférieures qui sont exposées à être noyées, et ne pour-raient se réparer si elles étaient à refoulement.

2 e cas. Si les pompes sont aspirantes et foulantes, lacharge à soulever se compose seulement des tiges etdes pistons des pompes.

Dans ce cas, la montée de l’eau dans les tuyauxd’ascension et la descente des tiges et pistons ont lieu,en vertu du poids de ces pièces. Quand, par hasard, cepoids n’est pas assez considérable, ce qui est fort rare,on peut en ajouter facilement, sans addition d’aucuneespèce de pièces.

Ce genre de pompes est donc le plus convenable pourles épuisements; aussi est-ce celui que l’on emploie depréférence, le précédent étant, comme nous avons ditplus haut, réservé pour les étages inférieurs seulement.

Par le fait seul que les machines d’épuisement sontcomprises dans les trois dernières catégories, il est dela plus haute importance de leur donner toutes les dis-positions qui peuvent apporter de l’économie dans ladépense de vajæur, attendu que la consommation du

combustible y est considérable. Aussi ccs machinessont-elles toutes à détente et condensation ; à détenteparce qu’on peut appliquer ce mode de distribution àtoutes les machines ; à condensation, parce que l’eaune peut manquer d’être en abondance là où la forcemotrice est spécialement employée à l’extraire.

C’est ainsi que pour les machines d 5 épuiscment desmines du Cornwall, on est arrivé à ne brûler que2 kilogr. au plus de houille par force de cheval et parheure, tandis que dans les autres modes d’applicationde la force motrice de la vapeur, cette consommationest au moins de 4 kilogr. et s’élève quelquefois à6 kilogr.

La transmission du mouvement du piston moteur auxtiges et pistons des pompes s’effectue de trois manièresprincipales, savoir :

4* Par l’intermédiaire d’un balancier droit;

2° Par l’intermédiaire d’un balancier d’équerre;

3“ Sans balancier.

§ I er Machines d'épuisement à balancier droit. Cesmachines, qui sont les mieux disposées pour la condensation, par la facilité qu’elles offrent pour la mise enmouvement des pompes, conviennent spécialement pourles pompes aspirantes et foulantes.

Elles consistent en un balancier porté sur un mur,et communiquant, par chacune de ses extrémités, d’unepart à la tige du piston moteur, d’autre part à lamaîtresse tige des pompes.

La course des pistons est limitée, d’une part, par lesfonds des pompes contre lesquels frappent accidentelle-ment les pistons ; d’autre part, par une traverse en fer,passée dans l’oreille du balancier et venant acciden-tellement aussi frapper contre des poutrelles élastiquesavant que le piston n’ait atteint le fond du cylindre.

Nous disons accidentellement, en parlant des arrivéesdu piston moteur à chacune des extrémités de sa course,parce que le poids des tiges, la pression de la vapeurdans le cylindre et les ouvertures des soupapes sont ré-glées de manière à co que ces chocs n’aient pas lieu,dans l’état normal delà machine. La distribution desmachines d’épuisement se fait généralement au moyende soupapes. Nous avons vu comment elle a lieu pourmachines à double effet; nous allons expliquer en qnoicelle des machines à simple effet en diffère.

Dans ce cas, il n’y a que trois soupapes, savoir :

La soupape d’admission ;

La soupape d’équilibre;

La soupape d’exliaustion.

La première permet à la vapeur d’entrer dans le cy-lindre au-dessus du piston.

La seconde établit la communication entre le dessuset le dessous du piston.

La troisième permet à la vapeur, contenue sous lepiston, de se rendre au condenseur.

La première et la troisième s’ouvrent ensemble, quandla seconde vient de fermer. Alors le piston descend et,comme la machine est à détente, la soupape d’admis-sion se ferme pendant le trajet de ce dernier depuis lehaut jusqu’au bds du cylindre. Quand le piston est ar-rivé à ce point, la troisième se ferme et ia secondes’ouvre.

La communication ayant lieu entre le dessus et ledessous, la pression devient égale de part et d’autre, etle piston remonte en vertu du poids des tiges. A peineest-il arrivé en haut que la soupape d’équilibre seferme, après quoi les deux autres s’ouvrent et ainsi desuite.

La vitesse des machines d’épuisement se règle aumoyen d’un petit appareil, appelé cataracte.

La cataracte est une pompe à piston plein mis enmouvement par un levier chargé à son extrémité d’uncontre-poids. Ce levier est prolongé de l’autre côtéde sou centre d’oscillation de manière à être rencontré