jeudi, 19 mars 2015 11:56

Les chaudières à bouilleurs ou chaudières françaises

Écrit par
Évaluer cet élément
(1 Vote)

In  : "Figuier - Les Merveilles de la science, 1867 - 1891, Tome 1."

 

Chaudières. — Dans les premières machines à vapeur, c’est-à-dire dans celles de Savery et de Newcomen, on donnait à la chaudière une forme demi-sphérique.

Source :http://wbraga.usuarios.rdc.puc-rio.br/fentran/termo/hist4.htm 

 

Comme à cette époque la crainte de l’explosion préoccupait avant tout, cette forme avait été choisie comme offrant le plus de résistance à la pression de la vapeur. Mais plus tard, quand la crainte du danger s’affaiblit par l’habitude ; lorsque l’expérience eut fait connaître la résistance précise offertepar un métal à une épaisseur donnée, on abandonna la forme sphérique, qui, à volume égal, offre le moins de surface. Les chaudières de Watt, communément appelées chaudières prismatiques ou à tombeau, étaient concaves par le fond, cylindriques à la partie supérieure, et verticales sur les côtés. Watt avait adopté la forme concave pour la partie inférieure de ses chaudières, parce qu’il pouvait ainsi augmenter l’étendue de la surface soumise à Faction du feu. Ces sortes de chaudières sont encore employées quelquefois aujourd’hui, lorsque la tension de la vapeur ne doit pas dépasser deux atmosphères.

 

Mais des dispositions toutes différentes sont adoptées pour la construction des générateurs qui doivent fournir de la vapeur d’une tension considérable. La quantité de vapeur fournie par une chaudière ne dépend ni de sa capacité, ni du volume d’eau qu’elle renferme ; elle dépend seulement de l’étendue de la surface offerte à l’action du feu. On admet que 1 mètre carré de surface chauffée peut donner moyennement, 40 kilogrammes de vapeur par heure. La forme de cette surface est d’ailleurs indifférente. D’après cela, pour produire rapidement une grande quantité de vapeur, il faudrait donner à la chaudière une longueur très-considérable, afin qu’elle présentât à l’action du feu toute la surface nécessaire. C’est pour obvier à cette difficulté que l’on construit aujourd’hui les chaudières dites à bouilleurs, connues à l’étranger sous le nom de chaudières françaises. Elles consistent en deux chaudières superposées, de grandeur inégale, et communiquant entre elles par de gros tubes. Comme les bouilleurs, c’est-à-dire l’ensemble de la chaudière inférieure, reçoivent la première action du feu qui altère particulièrement le métal, on les change à mesure qu’ils sont usés. La chaudière principale peut ainsi durer très-longtemps.


Fig. 58. — Chaudière à bouilleurs.


La figure 58 représente une chaudière de cette espèce. AA est le corps de la chaudière principale ; BB, l’un des deux bouilleurs ; C, C, les gros tubes qui établissent la communication entre l’un des bouilleurs et la chaudière principale. Il faut ajouter que la chaudière est munie d’un second bouilleur, qui n’est pas visible sur notre dessin.

 

Chaudière à bouilleurs, Brissonneau ,Nantes (Site de Mirereni,Mayotte)

Timbre émis en 2002 par La Poste de Mayotte

La figure 59 représente une chaudière à bouilleurs établie dans son fourneau et munie de tous ses accessoires, tant pour la chaudière elle-même que pour le foyer. Une coupe longitudinale du fourneau permet de voir la chaudière dans le sens de sa longueur.


Fig. 59. — Chaudière à bouilleurs placée dans le fourneau.


A (fig. 59) est le corps de la chaudière ; BB, l’un des deux bouilleurs ; D, une cloison horizontale qui règne dans toute la longueur du fourneau à la hauteur des bouilleurs. Trois cloisons verticales, disposées contre
es tubes C, divisent en trois compartiments l’espace qui reste libre entre cette cloison horizontale et la partie inférieure du corps de la chaudière.

Voici maintenant quelle est la marche de la flamme qui doit venir se mettre successivement en contact avec toutes les parties de la surface externe de la chaudière. Sortant du foyer E (fig. 59), la flamme se rend d’abord dans le conduit F, et se dirige du fond du fourneau à la partie postérieure de la chaudière ; elle passe de là dans le compartiment G, c’est-à-dire au-dessous du corps principal de la chaudière. Arrivée à l’extrémité de ce conduit G, elle se divise en deux parties et retourne à la partie postérieure de la chaudière en passant par des conduits latéraux, qui portent le nom de carneaux. Enfin, à la sortie des carneaux, la flamme se rend dans la cheminée L. Un registre M, équilibré par un contre-poids, a pour fonction de fermer ou d’ouvrir plus ou moins complètement le tuyau de la cheminée, et, par conséquent, de modérer ou d’activer le tirage, c’est-à-dire l’appel de l’air pour l’entretien de la combustion.

 


Fig. 60. Coupe de la chaudière.

 

 

La figure 60 montre une coupe verticale de la chaudière A et des bouilleurs BH, BH, placés dans le fourneau G, au-dessus du foyer F.

 

 

Détail du foyer, chaudière à bouilleurs, Brissonneau, Nantes (Site de Miréréni, Mayotte)

On donne aux chaudières une longueur qui est cinq à six, et quelquefois jusqu’à dix fois leur diamètre. L’expérience a montré que ce diamètre intérieur ne doit jamais dépasser 1 mètre. Lorsque la quantité de vapeur ainsi produite est insuffisante pour l’effet mécanique que l’on veut produire, au lieu d’augmenter le diamètre de la chaudière, on préfère en employer plusieurs. C’est, comme nous le verrons, le cas des bateaux à vapeur.

Les chaudières et les bouilleurs peuvent être construits en fonte, en cuivre ou en tôle. Appliquée à la construction des chaudières, la fonte ne donne que de mauvais résultats ; aussi l’usage des chaudières de ce genre est-il interdit à bord des bateaux, et l’on n’en construit même qu’un très-petit nombre pour les machines destinées à fonctionner sur terre ; car, par suite de la faible résistance de la fonte, on est obligé de leur donner beaucoup plus d’épaisseur qu’aux chaudières de tôle, et leur prix devient ainsi de fort peu inférieur à celui de ces dernières.

Les chaudières de cuivre ont été longtemps employées par nos constructeurs ; mais l’épaisseur qu’il faut donner au cuivre laminé, et qui est égale à celle que devrait avoir la chaudière si elle était de tôle et de fer, augmente de beaucoup leur prix ; aussi ne sont-elles guère employées que lorsque les eaux d’alimentation sont très-corrosives et détruiraient rapidement le fer.

La tôle est donc à peu près uniquement employée aujourd’hui pour la construction des chaudières. La grande ténacité du fer et le prix peu élevé de ce métal lui assurent, sous ce rapport, des avantages que rien ne peut contre-balancer, surtout lorsque les houilles sont peu sulfureuses, et ne sont pas, par conséquent, de nature à altérer le métal.

Lorsque l’eau a été entretenue pendant quelques semaines, en ébullition dans une chaudière, elle y dépose, par le fait de son évaporation, un sédiment terreux. Les eaux dont on se sert pour alimenter les chaudières, tiennent toujours en dissolution une quantité plus ou moins grande de sels formés d’un mélange de sulfate de chaux et de carbonate de chaux. Par l’effet de la concentration, ces sels finissent par se déposer contre les parois de la chaudière. Or, la présence de cette croûte terreuse à l’intérieur du générateur, offre des inconvénients de plus d’un genre. Comme, par son interposition, elle empêche le contact immédiat de l’eau et du métal, elle retarde la transmission de la chaleur, dont elle absorbe une partie à son profit. Elle peut, en outre, occasionner l’altération de la chaudière, parce que la partie qui se trouve ainsi recouverte s’échauffe à une température assez élevée pour déterminer l’oxydation du métal, et par conséquent sa destruction. Enfin, la présence de ces sédiments devient souvent la source d’un danger des plus graves, car elle peut aller au point de provoquer l’explosion de la machine. Lorsqu’en effet, cette sorte d’enveloppe pierreuse a fini par se former au fond d’une chaudière, il peut arriver que, par suite de la dilatation inégale que la croûte terreuse et le métal qu’elle recouvre, éprouvent par l’action de la chaleur, cette croûte vienne subitement à se déchirer. L’eau qui existe dans la chaudière se trouve dès lors mise subitement en contact avec une surface métallique chauffée à une température excessive ; et il se forme aussitôt une quantité de vapeur tellement considérable, qu’elle peut déterminer une explosion.

On était forcé autrefois de nettoyer le générateur tous les quinze à vingt jours, afin d’enlever ces dépôts terreux. Mais comme ils adhéraient très-fortement au métal, il fallait les attaquer avec des instruments d’acier ; ce qui n’était pas sans nuire à la chaudière. Aujourd’hui, au lieu d’enlever ce sédiment, une fois formé, on empêche sa production. Le moyen employé pour cela, consiste à placer dans la chaudière, différents corps étrangers, sur lesquels les sels calcaires viennent se déposer, au lieu de s’attacher aux parois du métal. Tel est l’effet que produisent les raclures de pommes de terre ou le son, que, dans beaucoup d’usines, on mêle à l’eau du générateur.

Cependant, comme ces corps ont l’inconvénient de faire mousser le liquide, qui quelquefois, passe jusque dans l’intérieur des tubes de vapeur, on se sert plus généralement aujourd’hui, d’argile délayée dans l’eau, qui s’oppose à l’agrégation des dépôts terreux.

Des fragments de verre, des rognures de fer-blanc, de tôle ou de zinc, par leur mouvement continuel au sein du liquide, et contre les parois du générateur, peuvent aussi prévenir les incrustations.

Grâce à l’emploi de ces divers moyens, on empêche les sels terreux de se précipiter en couches continues et adhérentes, et l’on obtient un dépôt boueux qui n’adhère point à la chaudière. Il suffit dès lors, de vider celle-ci tous les quinze à vingt jours, pour chasser l’eau vaseuse qui en occupe le fond.
 

La chaudière du site de MIRERENI

Les chaudières du site d'AJANGUA

Lu 987 fois Dernière modification le dimanche, 22 mars 2015 07:10

Media

http://gallica.bnf.fr/
Plus dans cette catégorie : « Description d'un moulin à cannes Cail