Générateur de vapeur

“ Ce qui constitue sa puissance, c'est la quantité ou le poids de vapeur qu'elle est capable de produire en une heure, quand elle est en plein fonctionnement. Or, c'est surtout de la surface de chauffe que dépend cette quantité, de sorte que, toutes choses égales d'ailleurs, c'est le générateur qui offre au foyer et au gaz de la combustion la plus grande étendue de surface de chauffe qui est le plus puissant. ”

“ Les usines de carbonisation du bois de peu d’importance ne se décident pas souvent à établir un générateur de vapeur central pour se procurer la vapeur nécessaire pour le chauffage et se contentent du chauffage direct. ”

“ Ainsi, lorsqu'on veut connaître la production exacte d'un combustible en vapeur avec un système donné de générateur, il est essentiel de constater s'il y a de l'eau entraînée avec la vapeur, la quantité de cendres que donne le combustible pour établir sa qualité comparative , la température de l'air à la sortie des carneaux, etc. ”

“ Ce générateur, dont la composition est parfaitement raisonnée au point de vue du but proposé, est aussi bien applicable comme appareil fixe qu'aux machines locomobiles. Les inventeurs font remarquer que, par l'indépendance du foyer et du corps extérieur, on peut, en allongeant exclusivement ce dernier, augmenter a volonté le volume d'eau contenu dans la chaudière, sans être obligé de faire subir à la surface de chauffe une augmentation correspondante.
Une qualité non moins importante à signaler, c'est l'état de dilatation libre du vaporisateur, puisqu'il n'est retenu que par une extrémité. ”

“ En effet, s'il s'agissait de construire un générateur produisant beaucoup de vapeur en peu de temps, sans se préoccuper de l'économie de combustible, et au minimum de volume, il est clair que l'on devrait donner à la grille une très-grande dimension par rapport à la surface du générateur directement exposée à son action. ”

“ Mais ce n'est pas tout : souvent avant de gagner les conduites de vapeur, celle-ci traverse encore un organe spécial essentiel du générateur, le sécheur de vapeur, composé d'une série de tubes du système Belleville, formant un serpentin horizontal non dessiné, et groupés en arc léger au-dessus des éléments, entre ceux-ci et la couverture métallique qui forme l'enveloppe de tenue des gaz du générateur. ”

“ Ce générateur de vapeur est destiné à porter l’eau au point d’ébullition et au-delà, par l’effet des rayons solaires que renvoie sur le cylindre la plaque intérieure du réflecteur conique, faite d’argent poli. Par un tuyau d’alimentation et au moyen d’une pompe, la chaudière reçoit de l’eau environ sur les deux tiers de sa hauteur. Un tube de verre et un manomètre en communication avec le dedans du générateur et qui s’appuient sur le pourtour extérieur du réflecteur métallique, servent a indiquer à la fois et le niveau de l’eau dans la chaudière et la pression de la vapeur. ”

“ Un générateur produisant la vapeur à la température convenable, une bouteille alimentaire avec robinets et levier de manœuvre, une série de marmites à double fond munies d'un couvercle mobile dont on peut régler l'ouverture au moyen d'un contre-poids et qui, montées sur des supports métalliques, peuvent pivoter autour de leur axe transversal lorsqu'elles doivent être vidées et nettoyées, enfin un réservoir où l'excès de vapeur va se condenser et chauffe l'eau qu'il renferme, voila tout le système.
Rien de plus agréable à l'œil, rien de plus propre, rien d'aussi aisé à manœuvrer. ”

“ La vapeur, séparée de son générateur et placée dans un vase clos, dilatable, à l'abri des causes extérieures de refroidissement, possède, comme les gaz comprimés, la propriété de se détendre en suivant approximativement la loi de Mariotte : les pressions sont en raison inverse des volumes occupés. La vapeur engendre par sa détente un travail égal à celui qu'elle produirait, si elle était encore en communication avec la chaudière, mais à une, tension égale seulement à la pression moyenne pendant l'expansion. ”

“ Ce générateur, dit le brevet, a l'important avantage d'être inexplosible (3) , par l'absence de tout réservoir, — la vapeur ne se produisant qu'à mesure des besoins du travail, dans des tubes de petit diamètre.
Il est bien moins volumineux, à force égale, que les générateurs ordinaires. ”

“ On peut la formuler en ces termes : produire la plus grande quantité de vapeur, à une pression ou tension déterminée, en usant la moindre quantité possible de combustible. Tous les organes d'une machine concourent à ce but, à peu d'exceptions près; on conçoit que la chaudière, qui est le générateur de la vapeur, ait par sa forme, ses dimensions relatives, les dispositions de son fourneau, de sa cheminée, etc., une influence prépondérante. ”

“ Le vide était provoqué par la condensation de cette vapeur dans un condenseur placé à la suite du tuyau de sortie, et était entretenu par une pompe à air. La question du vide demande ici quelques explications qui sont générales pour tous les appareils condenseurs.
On démontre en physique que, lorsqu'un générateur de vapeur est entièrement clos, comme un ballon dans un laboratoire ou une chaudière quelconque en indus -trie, si l'on condense subitement la vapeur qui remplit le générateur, le vide parfait se forme au-dessus du liquide en ébullition. ”

“ Le générateur n'utilisant que les 0,66 de la chaleur que développerait le combustible brûlé sans perte, il s'ensuit que l'appareil à vapeur, dans son ensemble, n'utilise que les 0,13 x 0,64 = 0,0832, soit les 8 centièmes de la chaleur contenue dans là houille. La marge pour le progrès est grande tout en tenant compte des pertes fatales. ”

“ Nous croyons recommander toutefois aux personnes qui en feront usage de parfaitement l'entretenir sous tous les rapports, car avec les faibles puissances les résistances passives augmentent rapidement quand l'état d'entretien s'altère, et avec un générateur, auquel il n'est possible d'accorder que les dimensions strictement nécessaires, on court le risque de voir grandement diminuer la puissance vaporisaloire, s'il n'est pas soigneusement nettoyé et alimenté de bon combustible. ”

“ Un fourneau en briques renferme un générateur de vapeur avec ou sans bouilleur, de grandeur convenable et dans les conditions ordinaires de ces sortes de chaudières; de ce générateur part un tube qui peut, simple ou divisé, donner une ou plusieurs prises de vapeur, dont une est conduite dans une chau-
dière ou caisse en cuivre à double fond et à côtés doubles, entre les parois desquels circule la vapeur qui en sort ensuite en partie condensée, par un robinet placé à la partie inférieure de la caisse. ”

“ Une machine est alimentée par de la vapeur à 5 atmosphères, et marche sans détente ni condensation. L'état de marche de son mécanisme permet de compter sur un rendement de 65 p. 100, déduction faite de la contre-pression, et mesuré sur l'arbre à manivelle. On suppose également que le générateur est dans de bonnes conditions ordinaires, c'est-à-dire qu'il permet d'utiliser, au profit de la vaporisation, 70 p. 100 du combustible brûlé. On admet que la houille employée fournit théoriquement 7000 calories par kilogramme. ”

“ Principe du chauffage par la vapeur. — Le principe du chauffage à vapeur consiste à envoyer la vapeur produite par un générateur central dans des corps de chauffe où elle se condense en cédant à l'atmosphère des locaux sa chaleur latente de vaporisation. Un réseau de tuyauteries de retour ramène au générateur l'eau de condensation qui, vaporisée à nouveau, recommence le même cycle. ”

“ Mais, en résumé, les bases adoptées à Mulhouse nous semblent parfaitement rationnelles et pratiques, car ramener l'eau d'alimentation à 0° température, et baser la production de vapeur sur le poids de combustible brut, c'est ramener la production du générateur à l'unité et en déterminer le fonctionnement réellement pratique.
Que l'on alimente à l'eau chaude et que le combustible soit meilleur, il en résultera une amélioration du rendement qu'il est maintenant facile d'apprécier. ”

“ Ils représentent ensemble une force collective d'environ 200 chevaux-vapeur (2) ; chaque générateur est formé d'un corps cylindrique extérieur ayant 2 mètres de diamètre et 9m 15 de longueur, et renferme deux bouilleurs-foyers de 0m813 de diamètre.
La porte de chaque foyer est percée d'une ouverture munie d'un papillon à l'aide duquel on règle l'introduction d'un courant d'air frais au-dessus de la couche de combustible en ignition, ce qui rend ces foyers fumivores. ”

“ Tous les perfectionnements apportés aux moteurs à vapeur, comme ceux qu'ils sont encore susceptibles de recevoir, tendent nécessairement vers ce but principal : .Étant donné un certain poids de combustible capable de développer en brûlant un nombre déterminé de calories ou unités de chaleur, LUI FAIRE PRODUIRE LE MAXIMUM DE PUISSANCE MÉCANIQUE.
Mais ce but à atteindre dépend de deux organes essentiels : le générateur dans lequel le gaz moteur se forme, et le récepteur mécanique de sa puissance. ”

“ On dispose de plusieurs moyens pour introduire l'eau dans un générateur en pression, à l'effet de remplacer le poids de vapeur consommée pendant la marche d'un moteur ou à propos de tous autres besoins d'une industrie ”

“ Dans le premier système, la pression de la vapeur varie entre 4 et 9 kilogrammes; un générateur spécial alimente les appareils de chauffage, ou bien on emploie la vapeur d'échappement et celle formée par une prise directe au générateur ; dans ce cas, un régulateur de pression est nécessaire. ”

“ Un jet de vapeur produit un vide susceptible d'attirer l'air, un gaz, l'eau ou la vapeur.
Suit la description d'un condenseur, dans lequel se rend la vapeur du cylindre à l'échappement, et où elle circule dans les tubes et vaporise des couches extérieures d'eau. Cette nouvelle vapeur est amenée à la boite de distribution de la machine au moyen d'un aspirateur, où arrive de la vapeur prise au générateur, et qui produit des jets destinés à entraîner la vapeur formée au condenseur. ”

“ Le générateur peut plus ou moins bien utiliser le calorique employé à la production de la vapeur, et celle-ci peut avoir à son tour des effets plus ou moins parfaits sur le récepteur.
Une nouvelle théorie tend à prouver que la meilleure machine connue, construite sur le principe ordinaire (celui inauguré par Papin et si bien mis en pratique par Watt) , n'utilise que faiblement la puissance mécanique que le calorique peut théoriquement développer. ”

“ On comprendra facilement que, plus la vapeur arrivera avec facilité sur le piston, et plus elle produira d'effet utile ; qu'il était donc de la plus grande importance, pour profiter de sa propriété expansible, de chercher à la faire arriver dans le cylindre, de manière à ce qu'elle perde le moins possible de la tension qu'elle possède dans le générateur. Dans la plupart des machines, le tiroir de distribution ne découvre les orifices qu'avec lenteur, et le passage de la vapeur est intercepté avant que l'orifice soit complétement ouvert. ”

“ Les fonctions de ce générateur sont faciles a comprendre. L'eau remplit le corps principal, moins l'espace réscrvé. commc chambre de vapeur, et enveloppe le foyer et les tubes qui le garnissent extérieurement. Les produits de la combustion partant de la grille viennent frapper le fond D, et, en s'introduisant dans les tubes, rc-
viennent à l'avant et débouchent dans la boite à fumée G, qui est un simple coffre en tôle mince surmonté de la cheminée H et rapporté sur l'avant-bout du foyer. ”

“ La puissance d'une machine à vapeur dépend principalement de la quantité de vapeur que produit le générateur; or, d'après les expériences faites, la machine de M. Henson représentera une force de 20 chevaux. Le générateur et le condensateur sont aussi nouveaux qu'ingénieux: le premier se compose d'une cinquantaine de cônes de cuivre tronqués et renversés, disposés au-dessus et à l'entour de la fournaise; le condensateur est formé d'un certain nombre de petits tuyaux exposés au courant d'air produit par la course de la machine. ”

“ Le mouvement obtenu, il ne s'agit plus que de lui faire produire un effet utile, en le transformant de mille manières selon les besoins de l'industrie, selon l'espèce d'application qu'on en veut faire, en lui demandant par exemple tantôt de la puissance, tantôt de la vitesse, tantôt la vitesse et la puissance réunies.
Le mécanisme qui opère cette transformation est le troisième élément que nous aurons à étudier pour compléter la description de la machine à vapeur, de sorte que l'on peut résumer ainsi tout l'objet de la partie technique de ce livre : Le générateur ou la chaudière ”

“ En conséquence, il a fait construire un appareil en grand, propre à une fabrication courante.
Dans cet appareil, la vapeur est fournie par un générateur ordinaire ; elle passe dans un serpentin contourné en hélice. Le tube a 20 mètres de longueur; la vapeur suréchauffée par le feu du foyer en sort à une température déterminée, 300 degrés par exemple pour obtenir du charbon roux : elle enveloppe un cylindre horizontal qui renferme le bois, elle pénètre dans ce cylindre, échauffe le bois et en opère la carbonisation; puis elle sort du cylindre chargée des produits de la distillation. ”

“ Le chauffage à vapeur à pression nécessite un générateur de va, peur soumis à la surveillance du service des Mines, il entraîne la nécessité absolue d'un chauffeur-mécanicien et par conséquent est cher d'exploitation. ”

“ Il se compose d'un générateur qui produit de la vapeur sous pression, à la températur de 120°, et de plusieurs marmites isolées à doubles parois. La vapeur surchauffée circule dans l'intervalle des parois.
Les appareils à vapeur représentent un véritable
progrès. Le commandant Corbin (i) , en a fait ressortir les sérieux avantages. Dans les cuisines à vapeur, l'ébullition d'une marmite de 3oo litres est obtenue en 20 minutes. Les aliments ne peuvent être brûlés et ne peuvent sentir la fumée. On peut facilement faire de l'alimentation variée et on économise considérablement de combustible. ”