méré en morceaux laissant entre eux d'assez larges intervalles, et que la température s'élève de nouveau, par l'effet de la combustion. Si, avant que la distillation ne soit complète, on agite avec un ringard le mélange de houille et de coke déposé sur la grille, on amène des portions de houille non encore carbonisée au contact des fragments de coke les plus chauds, la distillation devient plus rapide et il y a une recrudescence de fumée.

Les foyers dont les grilles ont assez d'étendue pour que les charges de combustible ne les recouvrent qu'en partie et en couche de faible épaisseur, donnent peu de fumée, surtout si la houille y est chargée par petites quantités à la fois, et si le chauffeur a la précaution de déposer la charge sur la partie antérieure de la grille, de telle sorte que les produits gazeux de la distillation arrivent aux carneaux en passant sur la surface du coke embrasé qui recouvre la partie postérieure, et laisse toujours un passage suffisant à l'entrée de l'air. La production de fumée est considérablement accrue par les dimensions trop petites des grilles, eu égard à la quantité de combustible qui doit être brûlée dans un temps donné, et par une mauvaise conduite du foyer de la part des chauffeurs qui chargent à de trop longs intervalles et par trop grandes quantités à la fois. Elle est d'autant plus abondante, toutes choses égales d'ailleurs, que l'on fait usage de combustibles contenant plus de parties volatiles, et, pour ne parler que de la houille, de variétés plus grasses et plus collantes. Les houilles sèches de quelques mines du département du Nord et des environs de Charleroi, en Belgique, ne donnent que peu de fumée dans des foyers passablement construits et alimentés avec quelque soin. Le coke n'en donne point du tout; il ne s'écoule, par l'orifice de la cheminée des foyers alimentés avec ce combustible, que des gaz incolores entraînant quelques cendres ou poussières extrêmement ténues.

Il n'est pas possible de décrire, dans une instruction, les nombreux appareils et procédés qui ont été imaginés dans le but de prévenir, de brûler ou de condenser da fumée. Nous ne pouvons qu'indiquer d'une manière générale les principes sur lesquels ils reposent (1).

Tous les appareils et procédés fumivores connus ont pour but de réaliser les deux conditions que nous avons indiquées comme nécessaires pour opérer l'inflammation et la combustion complète, dans le fourneau, des carbures d'hydrogène résultant de la distillation du combustible.

Les uns comportent des appareils mécaniques, mis en jeu par la machine à vapeur employée dans l'établissement, et qui ont pour objet de distribuer le combustible sur la grille, soit d'une manière continue, soit par petites portions à la fois, à des intervalles de temps réguliers et courts. Tels sont les distributeurs mécaniques et les grilles mobiles qui sont généralement désignés par les noms de leurs inventeurs.

D'autres comportent seulement des appareils fixes ou mus à la main par le chauffeur; ils sont destinés à mesurer les charges de combustible que l'on introduit dans le foyer, sans donner accès, par l'ouverture de la porte, à un grand volume d'air qui occasionnerait un refroidissement nuisible. Ils sont, le plus souvent, combinés avec des dispositions particulières du foyer et des ouvertures ménagées dans la porte ou les parois et munis de registres qui sont ouverts, après chaque chargement, pour admettre l'air nécessaire à la combustion des produits de la distillation. Quelques-uns sont disposés de manière que le combustible frais soit amené dans le foyer en dessous du combustible déjà carbonisé, à l'inverse de ce qui a lieu dans les fourneaux ordinaires, où le combustible frais est jeté à la pelle sur le coke dont la grille est couverte. L'air arrive sur la houille, à l'endroit où elle commence à distiller, de sorte que les produits volatils combustibles s'enflamment au moment même où ils prennent naissance.

Un grand nombre d'appareils comportent deux ou plusieurs foyers qui doivent être chargés alternativement; des jeux de registres convenablement disposés et que le chauffeur manœuvre au moment opportun, forcent les produits fumeux du foyer récemment chargé à passer dans celui qui contient du combustible déjà carbonisé, quel

(1) On trouvera des renseignements et des détails plus étendus sur cette matière dans divers recueils scientifiques et industriels, particulièrement dans une notice insérée au bulletin du mois de mars 1855 de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale, et qui a été imprimée séparément par les soins de la Société.

quefois même à traverser la grille de ce foyer et le coke embrasé qui la couvre. L'air arrivant d'ailleurs en quantité suffisante, soit entre les barreaux de cette grille, soit, au besoin, par des ouvreaux particuliers, les produits gazeux émanés du premier foyer s'enflamment et sont brûlés complétement dans le second.

D'autres procédés comportent seulement des fourneaux et des grilles de formes spéciales, par exemple des grilles inclinées et disposées en marches d'escalier, et des ouvreaux, pourvus de registres, par lesquels l'air extérieur est admis au milieu des produits gazeux de la combustion, soit d'une manière continue, soit par intervalles. On a essayé d'éviter la fumée au moyen d'un courant d'air forcé qu'un ventilateur lance sous la grille, ou qui est simplement déterminé par un filet de vapeur venant de la chaudière, et que l'on fait jaillir dans l'axe d'un tuyau cylindrique ouvert à ses doux extrémités, dont une débouche dans l'atmosphère et l'autre dans le cendrier.

On a appliqué an chauffage des chaudières à vapeur et autres foyers industriels, la combustion du gaz oxyde de carbone qui se dégage abondamment par les gueulards des hauts fourneaux à fondre les minerais, alimentés au charbon de bois ou au coke. On se procure même l'oxyde de carbone mêlé à d'autres produits gazeux inflammables, en traitant, dans des appareils spéciaux, des combustibles de toute nature, et principalement ceux de qualité inférieure, tels que des poussiers de halle à charbon, des houilles terreuses, de la tourbe, etc. Ces gaz sont amenés dans les foyers où l'on veut les utiliser, en même temps que de l'air atmosphérique en proportion convenable. Le mélange, une fois allumé, continue à brûler sans émission de fumée (382).

Enfin, on a, dans quelques cas, soumis les gaz fumeux, qui émanent d'un ou de plusieurs fourneaux, à une sorte de lavage qui les dépouille des particules de charbon et des poussières dont ils sont chargés. A cet effet, on les fait passer dans une galerie, sur une couche d'eau qui en occupe la partie inférieure Un appareil approprié relève incessamment l'eau, pour la laisser retomber en pluie ou la lancer en gouttelettes au milieu du courant gazeux. On obtient ainsi un dépôt de noir de fumée que l'on retire, de temps à autre, de la galerie de condensation.

Il n'est aucun des procédés énumérés ci-dessus qui n'ait été déjà appliqué pour prévenir ou supprimer la fumée, et qui n'ait donné des résultats satisfaisants, sous ce rapport, lorsqu'il a été adapté à des foyers bien disposés, confiés à des chauffeurs attentifs et un peu intelligents. On a cité, il est vrai, un grand nombre d'insuccès, mais ils sont imputables à un défaut d'harmonie entre les appareils et les foyers auxquels on a voulu les appliquer, ou bien à la négligence des chauffeurs, des contre-maîtres et propriétaires d'usines, et, le plus souvent, à ce que l'on a voulu forcer la production de vapeur, en dépassant les limites en vue desquelles les appareils avaient été primitivement établis. L'Administration, pressée par de fréquentes et vives réclamations de mettre un terme aux inconvénients sans cesse croissants de la fumée, n'a pas dû se laisser arrêter par des faits négatifs, qui ne sauraient prévaloir contre les bons résultats obtenus ailleurs, d'une manière soutenue, au moyen d'appareils judicieusement appliqués et mis en œuvre avec les précautions convenables.

Dans les cas où, par suite des dimensions trop petites de la grille ou de toute autre circonstance, aucun moyen de prévenir l'émission de la fumée ne serait applicable, l'emploi des combustibles fumeux devrait être remplacé par l'usage exclusif du coke.

CHAUDIÈRES A VAPEUR.

370. La figure 105 représente, à l'échelle de 1/30, la coupe par l'axe d'un fourneau et d'une chaudière à vapeur munie de tous les accessoires dont elle peut être garnie.

A

chaudière. Aujourd'hui, au lieu de terminer la chaudière par des demi-sphères formées par 7 ou 8 morceaux emboutis et rivés ensemble, on la termine par des calottes sphériques, d'un rayon double de celui de la chaudière, et formées d'une seule feuille de tôle emboutie se raccordant par des congés avec le corps de la chaudière;

D, D', D' carneaux. La fumée, en quittant la grille, suit le fond de la chaudière dans D; elle s'élève en D', revient sur le devant du fourneau par un côté de la chaudière; puis elle tourne en D" pour regagner le derrière du fourneau en suivant l'autre côté de la chaudière; enfin un canal la conduit à la cheminée. La section des carneaux est ordinairement égale à celle de la cheminée à sa partie supérieure (361, 368);

E

F

tuyau de prise de vapeur. L'eau entraînée mécaniquement par la vapeur est ordinairement de 5 à 10 p. 100, et elle peut atteindre 30, 40, et jusqu'à 50 p. 100, quand la prise de vapeur est mal disposée et se fait par intermittences brusques. On réduit la quantité d'eau entraînée en éloignant le plus possible la prise de vapeur de la surface de l'eau dans la chaudière, ou encore en faisant aboutir le tuyau E à un tube percé d'un grand nombre de petits trous et placé longitudinalement dans la chambre de vapeur;

tuyau d'alimentation de la chaudière. Ce tuyau se termine supérieurement par une bride, et porte latéralement deux tuyaux munis chacun d'un robinet. L'un de ces tuyaux amène l'eau d'alimentation, et l'autre sert à vider la chaudière quand elle est encore sous pression. Il vaut mieux que l'eau d'alimentation pénètre dans la chaudière par des petits trous percés latéralement à la partie inférieure du tuyau F, que par le bout de ce tuyau laissé tout ouvert; on évite ainsi un jet d'eau froide qui se précipite sur la tôle et la détériore. L'eau, en s'échauffant dans le tuyau F, y dépose les sels les moins solubles qu'elle contient; c'est en enlevant la bride qui ferme supérieurement ce tuyau, qu'on le nettoie facilement des incrustations qui s'y sont formées;

G

H

I

i

i

K

L

M

robinet de vidange de la chaudière. Comme ce robinet s'engorge très-facilement par les incrustations, et que les joints sont en outre très-difficiles à la partie inférieure de la chaudière, où l'on n'aborde qu'avec peine, il est préférable de vider la chaudière quand elle est encore sous pression; la vapeur force l'eau à remonter par le tuyau F, d'où elle s'échappe par le tuyau latéral de vidange; trou d'homme, à fermeture autoclave formée par une plaque de fonte; il permet d'entrer dans la chaudière pour la nettoyer;

sifflet d'alarme;

flotteur du sifflet d'alarme;

contre-poids de ce flotteur;

soupape de sûreté chargée par l'intermédiaire d'un levier. Chaque chaudière doit être garnie de deux soupapes de sûreté semblables;

indicateur à flotteur 7, et à contre-poids l', du niveau de l'eau dans la chaudière; tube en verre placé au devant du fourneau, et indiquant le niveau de l'eau dans la chaudière;

N, N' robinets indicateurs du niveau; l'un doit toujours donner de l'eau, et l'autre de

0

la vapeur;

embrasure en fonte formant l'ouverture du foyer, et sur laquelle se fixe et s'applique la porte;

Qtige servant à manoeuvrer le registre qui règle le tirage, en permettant de fermer plus ou moins le canal qui conduit la fumée à la cheminée;

e, e' parties en briques réfractaires.

La figue 106 est, à l'échelle de 1/40, la coupe perpendiculaire à l'axe d'un fourneau et d'une chaudière à bouilleurs.

A

B

C

chaudière;
cendrier;
grille;

D, D', D' carneaux. La fumée va du foyer à l'autre extrémité

de la chaudière par D; elle revient au devant de la chaudière par D', et elle s'en retourne derrière par D", pour de là aller à la cheminée.

Quelquefois la murette en briques séparant les carneaux D', D" est reportée d'une certaine quantité vers le carneau D" afin d'augmenter la section du carneau D', dans lequel la fumée circule à une plus haute température, c'est-àdire plus dilatée. La voûte séparative du carneau D de ceux D' et D" étant à une certaine distance au-dessus des bouilleurs, chauffe fortement le dessus de ceux-ci par rayonnement, et il en résulte parfois des coups de

feu qui détruisent promptement les bouilleurs, dont la partie supérieure ne contient que de la vapeur. C'est pour éviter cet inconvénient que souvent cette voûte unique est remplacée par trois petites voûtes dont celle du milieu repose sur des sommiers en briques placés sur les bouilleurs, et les deux autres sur un

de ces sommiers et le massif du fourneau. Quelquefois les vaûtes sont remplacées simplement par une cloison horizontale en briques reposant sur les bouilleurs, qu'elles affleurent ou dépassent de quelques centimètres supérieurement. Les cloisons séparatives des carneaux ont 0,11 d'épaisseur et souvent même 0,05, l'épaisseur d'une brique. Les murailles des fourneaux, à l'endroit des carneaux, ont ordinairement 0,33 d'épaisseur, et même plus pour les grands. La muraille du devant est percée d'un trou en face de chaque carneau pour en faciliter le nettoyage; ces trous se ferment par une murette en briques de champ qu'on enlève facilement.

e, e', e' parties en briques réfractaires;

N, N bouilleurs;

P, P cuissards; ils établissent la communication entre la chaudière et les bouilleurs. Il y a deux cuissards par bouilleur; leur diamètre est de 0,25 pour les petites chaudières et de 0,35 pour celles de 40 chevaux. Leur longueur est telle que la distance verticale entre le bas de la chaudière et le dessus des bouilleurs soit de 0,30 ou 0,32.

O, O chandeliers en fonte supportant la chaudière; celle-ci est en outre munie de fortes oreilles en fonte venant reposer sur la maçonnerie au-dessus du niveau supérieur des carneaux; il est bon d'interposer entre ces oreilles et la maçonmerie des barres de fer méplat de 0,40 environ de longueur. Une chaudière de 6 mètres de longueur et de 1,10 de diamètre porte, de chaque côté, trois oreilles de 0,20 de largeur et de 0,35 de saillie sur la chaudière.

371. Transmission de la chaleur à travers les plaques métalliques. On admet en physique que la quantité de chaleur qui passe à travers une plaque homogène à faces parallèles, est proportionnelle à la différence des températures des deux faces de la plaque, et en raison inverse de son épaisseur. Péclet a cherché à vérifier cette loi par expérience, et il a reconnu que pour des plaques métalliques, chauffées d'un côté par l'eau ou par la vapeur et refroidies de l'autre par l'eau, l'influence de l'épaisseur des plaques disparaissait quand on ne renouvelait pas convenablement l'eau en contact avec leurs faces, mais que la loi relative à l'épaisseur se vérifiait quand l'eau était vivement agitée. Péclet a aussi reconnu que, l'eau étant vivement agitée, la quantité de chaleur qui passerait en une seconde à travers une plaque de plomb de 1 mètre carré de surface et de 0,001 d'épaisseur, pour une différence de température de 1o entre les deux faces, serait de 3,84 unités. Alors, en admettant les coefficients de conductibilité des métaux de Despretz (308), la quantité de chaleur qui passerait à travers une même plaque placée dans les mêmes circonstances serait pour :

Ces nombres supposent des circonstances particulières qui ne se rencontrent jamais dans la pratique.

'D'après Clément, une plaque de cuivre de 1 mètre carré de surface et de 2 à 3 millimètres d'épaisseur, dont une face est chauffée par de la vapeur à 100o et dont l'autre est refroidie par de l'eau à 28°, condense