Pompe à vapeur

“ Watt opère cette triple évacuation à l’aide d’une pompe ordinaire qu’on appelle la pompe à air, et dont le piston porte une tige convenablement attachée au balancier que la machine met en jeu. La force destinée à maintenir la pompe à air en mouvement, diminue d’autant la puissance de la machine ; mais elle n’est qu’une petite partie de la perte qu’occasionnait, dans l’ancienne méthode, la condensation de la vapeur sur les parois refroidies du corps de pompe. ”

“ Enfin si, comme Watt, on double ce produit, pour parer aux imperfections du fonctionnement de la pompe et à l'augmentation éventuelle de la puissance demandée à la machine, par une admission à pleine vapeur plus prolongée ou par une élévation de la pression initiale, on aura la règle simple suivante : Le volume utile et effectif engendré par la pompe à air doit être égal à 8 fois celui de l'eau froide injectée. ”

“ En principe, deux pompes à vapeur sont placées côte à côte et disposées de telle manière que chacune actionne le tiroir à vapeur de l'autre ; en d'autres termes : chaque piston en marche, avant de terminer sa course, ouvre l'arrivée de vapeur à l'autre pompe, puis s'arrête et attend, pour recommencer sa course inverse, que son tiroir à vapeur ait été ouvert par l'autre machine. Le fonctionnement a lieu, ainsi, doucement et sans chocs, l'arrêt ayant pour résultat de permettre aux clapets des pompes de retomber lentement sur leurs sièges. ”

“ Accessoires de la pompe à vapeur. — La pompe est munie de tous les accessoires nécessaires à son fonctionnement. Les armoires de la caisse contiennent l’outillage à main de la chaudière, de la machine et des pompes.
Des supports fixés aux longerons du châssis, reçoivent, à droite et à gauche, entre les roues, six tuyaux d’aspiration en caoutchouc avec spirale intérieure d’une longueur de 14 mètres environ. ”

“ L’ensemble de la pompe à vapeur est porté par un châssis horizontal monté sur roues, avec ressorts et avant-train. La chaudière est fixée à l’arrière, entre les longerons du châssis.
Fig. 294. — Pompe à incendie à vapeur de la Cie de Fives-Lille. L’appareil mécanique, formé de trois cylindres moteurs à vapeur et de trois corps de pompe à eau, est fixé entre les longerons, à l’avant de la chaudière, et tous les mécanismes sont disposés de façon à rendre les manœuvres promptes et faciles. ”

“ La pompe à air a pour mission, comme on sait, d'extraire incessamment du condenseur non-seulement l'eau de condensation, formée de celle d'injection et de la vapeur condensée, mais encore l'air qui s'en dégage. ”

“ Nous croyons nécessaire d'adopter cette dénomination au lieu de celle de pompe à feu, sous laquelle cette machine est plus connue jusqu'à présent. L'eau réduite en vapeur en est le moteur : le feu n'est que la cause de sa vaporisation : quant au mot de pompe, il est absolument impropre, puisque cette machine peut s'adapter à tout autre usage qu'à élever des eaux, et qu'elle sert en effet à mouvoir des soufflets de fonderie, des meules de moulin. N'est-il pas ridicule de dire que des soufflets, que des meules sont mues par une pompe à feu , lorsqu'il n'y a pas de pompe dans le mécanisme. ”

“ Il n'est pas besoin de dire qu'à l'aide de la pompe à vapeur on parvient beaucoup plus vite à éteindre les grands incendies ou à noyer les grands foyers. Ces appareils ont aussi l'immense avantage de supprimer les chaînes et les travailleurs, et de rendre moins lente l'opération du déblaiement.
Chariot à incendie. — Chaque pompe est accompagnée d'un certain nombre d'accessoires, parmi lesquels il faut citer : une lance, deux tamis, deux leviers, quinze seaux en toile à voile, une échelle à crochets, une hache, deux cordages de 50 mètres l'un, une ceinture de sauvetage. ”

“ Lorsque le jeu de la pompe est intermittent, le chauffeur, ou mécanicien, peut, à volonté, l'empêcher de fonctionner, soit en décrochant la tige du piston, soit en relevant le clapet d'aspiration, ou en fermant le robinet qui se trouve au tuyau d'aspiration. En tout cas, il doit faire jouer la pompe, dès que le niveau de l'eau, dans la chaudière, est descendu au-dessous de la ligne tracée de la manière indiquée au n° 45 suivant. ”

“ Au-dessus du corps des pompes, il se trouve un réservoir de refoulement, d'où part le tuyau qui conduit l'eau à la lance.
Les pistons ont un diamètre de 0m,10, et leur jeu respectif est de 120 doubles mouvements par minute. Le diamètre du tuyau d'aspiration est de 0m,10. Le jet horizontal peut atteindre à une distance de 45 mètres, et le jet vertical ou oblique à une hauteur de 35 mètres. Le débit de l'eau est de 20 litres par seconde. Le poids total de la pompe à vapeur ne dépasse pas 1800 kilogrammes, de sorte que deux chevaux peuvent la traîner vivement avec facilité. ”

“ La force d'expansion, équivalant environ à 6 atmosphères, n'est pas plus brusque que celle de la vapeur d'eau de même puïssance se précipitant dans le corps de pompe. Le gaz d'éclairage peut être remplacé par des vapeurs combustibles, comme celles des huiles de houille ou de schiste. Pour empêcher le corps de pompe de s'échauffer, un courant d'eau froide circule continuellement autour de lui dans une double enveloppe. Une fois le moteur en train, la chaleur acquise par cette eau suffit pour volatiliser ces huiles et obtenir les vapeurs combustibles. ”

“ Cette complication d'organes, d'appareils accessoires, qui, du reste, empruntent tous leur mouvement de la machine à vapeur, n'existe que dans les machines à condensation, c'est-à-dire à basse ou à moyenne pression. Dans les machines à haute pression, fixes ou mobiles, le condenseur, les pompes d'épuisement et tous les mécanismes qui s'y rapportent sont supprimés. Il n'y a plus que la pompe d'alimentation. ”

“ Cette concordance entre les expériences anciennes et nouvelles me paraît fournir un résultat définitif sur le travail des machines relatif à l'élévation de l'eau au haut de la tour, dans l'hypothèse où les pompes à eau de la nouvelle machine seraient conservées dans leur état actuel. On sait que le produit d'une pompe aspirante et foulante ne croît pas indéfiniment avec la vitesse du piston de cette pompe, mais que cette vitesse doit, pour procurer le maximum d'effet, être maintenue dans des limites qui dépendent de circonstances particulières. ”

“ La surface des soupapes est assez grande pour que, quelle que soit la vitesse à laquelle marche la machine à vapeur, les pompes s’emplissent complètement à chaque course, sans aucun effet nuisible. Les orifices d’aspiration et de refoulement de la pompe, sont munis de cloches à air en cuivre, dont l’une, celle du refoulement est pourvue d’un appareil spécial ayant pour but de maintenir à l’intérieur une constante quantité d’air, ce qui permet à la pompe de lancer un jet puissant et régulier. ”

“ La pompe est aspirante et foulante, c'est-à-dire que le piston aspire en montant, et refoule l'eau dans la conduite ascensionnelle pendant sa descente.
Nous avons dit en quoi consiste la distribution dans une machine à simple effet : la vapeur fournie par la chaudière est introduite au-dessus du piston et le pousse jusqu'au bas de sa course; lorsqu'il remonte, la vapeur remplissant le cylindre ne s'échappe pas, et passe du dessus au-dessous du piston, qui se trouve alors en équilibre de pression pendant son ascension ”

“ Ceux qui ont manié des appareils à produire de la vapeur savent que quand on lance de la vapeur par bouffées dans un corps de pompe, il est rare que des gouttes de liquide ne l'accompagnent et ne viennent se loger dans l'espace où l'on fait agir la vapeur. ”

“ V) .Déjà le rôle de Papin, comme promoteur primitif de ce que l’on appelait alors la pompe à feu, est signalé dans l’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert (t. XIV, p. 167 et 169, édition de Genève, 1778) . Mais la pompe à feu n’était pas encore devenue la machine à vapeur moderne.
Nulle question n’est définitivement vidée, ni dans l’histoire, ni dans la science. Il y a toujours lieu à une révision, et il est même nécessaire de la faire à de certains intervalles : des documens nouveaux intervenant sans cesse, qui modifient les premières opinions. ”

“ En général, on doit remarquer : 1° qu'à la même tige qui réunit le troisième cylindre de la première partie de l'appareil au troisième cylindre de la seconde, on peut adapter une pompe à vapeur, une pompe hydraulique, une pompe à gaz, à simple ou double effet, ou même faire d'une machine à double effet une pompe à vapeur à gaz, une à vapeur et à l'eau, :ou une à gaz et à eau ”

“ Lorsque, pendant le mouvement du piston, le doigt appliqué sur le robinet-purgeur sera continuellement aspiré, on en conclura que l'aspiration est vicieuse, et le défaut se rencontrera à la soupape d'aspiration ou aux tuyaux.
Échauffement de la pompe. — Si la pompe est chaude, elle pourra ne pas fonctionner, parce qu'il se formera de la vapeur entre les deux soupapes et dans le corps de pompe, et cette vapeur, ne permettant pas d'arriver à une dépression suffisante, s'opposera à l'aspiration de l'eau. ”

“ MM. Derosne et Cail, par de récentes améliorations, ont rendu plus facile et plus sûre encore, la manœuvre de leur appareil à double effet; ils ont augmenté les surfaces des tubes sur lesquels coulent les jus déféqués, et qui évaporent, sans frais de combustible, la moitié de l'eau contenue dans ce jus; la pompe à air complète le vide avec plus d'é nergie et son service dépendant d'une machine à vapeur principale est mieux assuré qu'autrefois. ”

“ Le piston à vapeur, qui n'a de puissance qu'en descendant, soulève celui de la pompe qui est chargé d'un poids calculé de façon à produire le refoulement de l'eau par sa propre chute, alors que le piston à vapeur remonte et, loin de le soutenir, est entraîné par lui. ”

“ Le chauffeur fera jouer souvent les robinets indicateurs étagés, quand il en sera fait usage.
L'alimentation est entretenue au moyen de pompes mues par la machine à vapeur, ou de pompes à bras, ou de retours d'eau ou appareils alimentaires à jeu de vapeur. Quand l'alimentation est faite par une pompe mue par la machine, elle peut être continue ou intermittente : si elle est continue (et il serait à désirer qu'elle le fût toujours) , la pompe n'en doit pas moins fournir plus d'eau qu'il n'en faut pour remplacer celle qui est
dépensée en vapeur par coup de piston de la machine. ”

“ Nous savons que, pour le premier objet, on dispose souvent les machines de manière à pouvoir condenser au besoin la vapeur avec de l'eau prise en grande abondance dans la cale, de sorte qu'alors la pompe à air fait précisément l'office de la pompe d'épuisement que nous réclamons ”

“ La pompe est mise en mouvement par la machine elle-même ; ses dimensions sont calculées de telle sorte que la quantité d'eau qui entre dans la chaudière pendant un temps donné soit à peu près égale à la quantité d'eau réduite en vapeur pendant le même temps. ”

“ Le corps de pompe C est fondu de la même pièce que l'ensemble du condenseur, mais il est garni intérieurement d'une chemise en bronze, autant pour éviter l'oxydation que l'eau de mer produirait rapidement avec la fonte de fer, que pour se réserver la faculté de la renouveler isolément lorsque le besoin s'en fait sentir, tout en conservant la pièce principale. ”

“ Les pompes, par exemple, avec lesquelles les Hollandais mirent à sec le lac de Harlem en 1836‐37, étaient construites sur le principe des pompes ordinaires, sauf que leurs pistons étaient soulevés par d’énormes machines à vapeur au lieu de l’être à force de bras. En Angleterre, le soufflet ordinaire et très imparfait du forgeron est assez souvent transformé en pompe à air ; il suffit pour cela de mettre son bras en communication avec une machine à vapeur. ”

“ On peut y parvenir : Par émulsion, c'est-à-dire en incorporant à l'eau de circulation un corps plus léger (de la vapeur, par exemple) qui, s'élevant rapidement dans la colonne de départ, entraînera l'eau; Par pulsion, c'est-à-dire en injectant périodiquement dans le circuit de la vapeur ou de l'air dont la pression oblige l'eau à circuler plus rapidement; Par pompe, c'est-à-dire en plaçant sur la tuyauterie principale de retour une pompe (centrifuge) qui, actionnée par l'électricité ou la vapeur, entraîne l'eau à une vitesse réglable. ”

“ Une machine à vapeur injecte de l'eau à la partie basse du corps de pompe; cette eau, confinée sous le piston plongeur, se comprime et le soulève d'un mouvement lent. Lorsque le piston est au haut de sa course, l'eau à haute pression s'est accumulée dans le corps de pompe, d'où son nom d'accumulateur. Lorsque l'accumulateur est rempli d'eau, si on ouvre la conduite d'émission, l'eau comprimée se propage dans la conduite principale et dans ses ramifications, et la force motrice est transmise, à tous les appareils qui sont reliés à l'accumulateur. ”

“ Plus de complications d'aucune nature. — Les choses se passent comme si un piston moteur parfait s'en allait avec une vitesse constante et sans frottement dans un corps de pompe de longueur indéfinie , si la pompe employée est bien choisie. ”

“ Cet arrangement qui au reste peut être modifié, a été disposé de cette manière, pour que le liquide contenu dans, la partie basse du condenseur puisse être refroidi par l'exposition d'une surface considérablement étendue, pour que les pompes puissent être remplies par l'effet de la pression d'une petite hauteur de liquide, et pour que ce dernier soit débarrassé de vapeur. Dans une machine à simple effet, une seule pompe peut suffire. ”