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gaz de la combustion. La tôle de fer ou d'acier est cependant très employée aux États-Unis.

La paroi d'avant du foyer, ou plaque tubulaire, est percée de trous destinés à recevoir les tubes; elle est également en cuivre et a de 18 à 25 ou 30 millimètres d'épaisseur. La paroi d'arrière porte une ouverture par laquelle on introduit le combustible.

Pour que le ciel du foyer ne cède pas sous l'énorme pression qu'il supporte, on l'arme au moyen de poutres longitudinales en forme de solides d'égale résistance, a a, formés par des couples de fer plats découpés et moisés, sur la tranche desquels s'appuient les boulons, 6, qui soutiennent la tôle de cuivre. Pour que ces armatures n'écrasent pas, à leur tour, les parois verticales du foyer, on les soutient par des étriers, c, qui sont rattachés à la partie supérieure de la chaudière.

Quelquefois, lorsque le foyer est très long, les armatures sont transver

sales.

Le foyer, enveloppé d'eau de toutes parts, est entouré par la boite à feu extérieure, EE, dont la forme est celle d'un parallélipipède, surmonté d'une voûte cylindrique qui est le prolongement de la partie supérieure du corps de la chaudière. Les parois parallèles du foyer et de la boîte à feu sont réunies par des entretoises en cuivre rouge, d d, vissées à leurs extrémités dans les deux parois, puis rivées. Ces entretoises étant exposées

à se rompre, pour que le mécanicien soit prévenu à temps de l'accident, on les perce, suivant leur axe (fig. 568), d'un petit canal que l'on bouche ensuite à un bout au moyen de quelques coups de mattoir. Un cadre inférieur en fer forgé, e e, et le cadre de la porte, ff, complètent l'assemblage de la boîte à feu avec le foyer.

Fig. 568.

Entretoise.

La boîte à feu doit être faite avec des tôles de qualité extra, à cause du dégagement abondant de vapeur qui se fait dans cette partie de la chaudière la plus rapprochée du foyer. Il est nécessaire, au point de vue de la bonne utilisation du combustible, que le ciel de la boîte à feu soit aussi distant que possible de celui du foyer, afin de fournir une vaste chambre de vapeur.

La capacité du foyer doit d'ailleurs être assez considérable par rapport au volume total de la chaudière, parce que c'est d'elle que dépend la surface de chauffe directe, dont la puissance de vaporisation est, comme nous l'avons vu, bien plus grande que celle des tubes. Mais, dans les types ordinaires de locomotives, la largeur de la grille est assez étroitement limitée, parce que la boîte à feu avec ses doubles parois doit se placer entre les roues d'arrière; cette largeur n'est guère que de 1 mètre. La longueur de la grille est de 4 mètre à 1,25 m. lorsque le foyer est en porte à faux au delà de l'essieu d'ar

rière. Ces conditions font que la grille est relativement petite dans les chaudières de locomotives ordinaires.

Toutefois, l'avantage des grands foyers étant bien reconnu, on a trouvé moyen, dans les locomotives modernes, d'augmenter la grille par divers procédés, soit en plaçant un essieu avec de petites roues sous la grille inclinée et en le protégeant par un écran contre la chute des escarbilles, soit en installant la grille tout entière au-dessus des roues d'arrière, ce qui supprime toute limitation de largeur, soit enfin en plaçant le foyer franchement en porte à faux et assez loin derrière les roues d'arrière pour échapper ces roues ; ce dernier expédient ne peut s'appliquer qu'à des machines très lourdes, très longues et marchant à de faibles vitesses.

Par ces moyens, on est arrivé à augmenter les dimensions du foyer et à porter à 2 mètres carrés, 3 mètres carrés et plus, la surface de la grille, qui autrefois ne dépassait guère 1,20 m2 à 1,30 m2. 1

La grille est formée de barreaux en fer ou en fonte, posés sur des supports en fer; l'écartement de ces barreaux doit être d'autant plus grand que le combustible employé est plus gros.

C'est la houille qu'on emploie le plus habituellement en Europe pour chauffer les chaudières des locomotives; en Amérique, on emploie aussi le bois; certaines machines sont même disposées de manière à brûler du pétrole. Le nombre et l'espacement des barreaux, d'où dépend le rapport entre le vide et le plein de la grille, sont des éléments extrêmement importants, qui varient avec la nature et le mode d'emploi du combustible.

Les anciennes grilles fixes et horizontales sont aujourd'hui presque toujours remplacées, surtout avec les grands foyers, par des grilles inclinées de l'arrière à l'avant; cette disposition permet de placer un essieu sous le foyer. En outre, la grille est mobile en tout ou en partie, pour permettre au mécanicien de jeter rapidement le feu sur la voie ou sur le cendrier.

Les foyers du système Belpaire, très répandus en Belgique et à peu près exclusivement employés autrefois par la compagnie du Nord, ont été également adoptés sur les machines puissantes à quatre et six roues accouplées de la compagnie P.-L.-M. Ils se distinguent principalement des foyers ordinaires en ce que leur ciel est complètement plat, ainsi que celui de la boîte à feu. Ces deux parois parallèles sont réunies entre elles par des entretoises semblables à celles dont nous avons parlé plus haut; à la compagnie P.-L.-M., ces entretoises verticales se font en acier. Il y a en outre, dans les foyers de ce système, des entretoises horizontales destinées à maintenir les parois verticales de la boîte à feu au-dessus du foyer. La partie de la chau

1 On trouve même en Amérique certaines locomotives, de très grande puissance, qui ont une surface de grille de plus de 9 mètres carrés (M. Japiot, Les chemins de fer américains. Annales des Mines, 1906-1907).

dière comprise entre le ciel de la boîte à feu et celui du foyer est donc armée par un véritable quadrillage d'entretoises, au lieu de l'être, comme dans les foyers ordinaires, par des poutrelles longitudinales ou transversales.

L'emploi de la houille, qui a depuis longtemps remplacé celui du coke sur les locomotives, donne naissance à une grande quantité de fumée épaisse, qu'il est nécessaire de supprimer au moment des stationnements dans les gares. Le cahier des charges des compagnies impose d'ailleurs aux locomotives l'obligation de consumer leur fumée (art. 32). Un grand nombre d'appareils ont été imaginés dans ce but.

P

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B

En premier lieu, toutes les machines sont généralement munies d'un souffleur; c'est un petit tuyau qui débouche dans la cheminée, à peu près au niveau de l'échappement, et qui permet d'y lancer, par un certain nombre de petits orifices, des jets de vapeur destinés à déterminer un tirage suffisamment énergique pour empêcher la production de la fumée. Le souffleur est en outre, très utile pour accélérer dans les dépôts la mise en pression des machines, dès que la vapeur atteint une tension de deux ou trois atmosphères.

Fig. 569.

Foyer Tenbrink. (Ci d'Orléans.)

Indépendamment de cet appareil, qui existe sur toutes les machines, un certain nombre de fumivores spéciaux ont été imaginés. Les plus employés sont ceux de MM. Tenbrink et Thierry. Ils se placent dans le foyer et ont pour but de mélanger intimement les gaz de la combustion avec l'air qui arrive par la grille, de manière à brûler plus complètement ces gaz.

L'appareil Tenbrink (fig. 569), employé sur les locomotives à voyageurs de la compagnie d'Orléans, donne de très bons résultats à cet égard. Il comprend deux dispositions essentielles : 1° un bouilleur incliné B, librement suspendu par des tuyaux qui le relient aux parois latérales du foyer, et qui sert à mélanger les gaz de la combustion avec l'air arrivant par la grille, par la porte de chargement, ou par deux regards placés au-dessus de cette porte ; 2o une porte de chargement spéciale P, très large, avec une embouchure en

forme de trémie, qui vient affleurer le sommet de la grille inclinée. La porte reste généralement fermée après le chargement et l'air entre par les ouvertures ménagées au-dessus d'elle en plongeant sur la grille.

L'appareil Tenbrink possède une grande efficacité; il permet de brûler dans de bonnes conditions économiques et presque sans fumée les houilles grasses et fumeuses du bassin de la Loire.

L'appareil Thierry, employé par les compagnies de l'Est et de P.-L.-M., est également très répandu en France. Son principe consiste à augmenter l'arrivée de l'air extérieur dans le foyer, et à y envoyer en même temps un jet de vapeur destiné à mélanger cet air avec les gaz de la combustion, dans la partie où la température atteint son maximum. L'air est admis par un registre de la porte; la vapeur est envoyée par un tube horizontal A (fig. 570), placé contre la paroi intérieure du foyer, immédiatement au-dessus de la porte. Ce tube, fermé aux deux bouts, est percé d'un certain nombre de trous disposés de manière que la vapeur qui s'en échappe forme une sorte de nappe continue au-dessus du combustible. Le tube A est protégé contre la flamme par un bouclier en tôle b. La vapeur est amenée au tube A par un tuyau BC, qui communique avec le réservoir de vapeur de la chaudière; sur le trajet du tuyau BC est placé un robinet R, qui sert à l'introduction de la vapeur dans le tube fumivore.

R

Fig. 570.

B

-

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Foyer

Porte du
Foyer

Appareil fumivore
Thierry.

L'appareil Thierry permet de brûler complètement la fumée des machines en marche et pendant les arrêts. On l'emploie, concurremment avec le souffleur, sur les machines à voyageurs ; pour les machines à marchandises, où l'inconvénient de la fumée est beaucoup moindre, on se contente du souffleur.

On dispose assez souvent en France, notamment dans les foyers profonds, une voûte en briques placée, comme le bouilleur Tenbrink à peu près parallèlement à la grille, et un peu au-dessous de l'embouchure des tubes. Cette voûte, dont l'emploi est général en Angleterre et qui a été introduite sur le réseau de l'Ouest en 1864, a pour effet d'assurer la combustion complète des gaz produits par la houille, en les forçant à se mélanger plus intimement avec l'air nécessaire à cette combustion.

2o CORPS CYLINDRIQUE. Le corps cylindrique CC (fig. 567) est constitué par un cylindre en tôle, dont la partie inférieure contient les tubes DD, compris entre les deux plaques tubulaires, FF, FF', et dont la partie supérieure renferme la vapeur, ainsi que le dome H et la prise de vapeur G. Le

corps cylindrique se fait en tôle de fer ou d'acier; la tôle de fer est surtout employée en Europe, la tôle d'acier en Amérique. La première a eu, pendant très longtemps, l'avantage de coûter moins cher que la seconde; mais le prix de l'acier ayant de plus en plus diminué en même temps que sa qualité s'améliorait, par suite de l'adoption des procédés de fabrication Bessemer et Siemens-Martin, la tôle d'acier paraît aujourd'hui appelée à remplacer définitivement la tôle de fer. Elle donne, sous la même épaisseur que cette dernière, une résistance plus grande à la rupture et un allongement proportionnel également plus considérable.

Si on appelle :

p la pression effective de la vapeur en kilogrammes par centimètre carré ;

D le diamètre de la chaudière en centimètres ;

R la résistance pratique de la tôle, en kilogrammes par centimètre carré, l'épaisseur E de la tôle en centimètres est donnée par la formule :

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Lorsque la rivure est bien faite, on peut prendre R

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C'est dans le corps cylindrique de la chaudière que se fait la prise de vapeur, H, au moyen d'un appareil, appelé régulateur, qui est destiné à régler à volonté l'admission dans les boîtes de distribution.

Les régulateurs employés affectent des formes diverses: ils peuvent être sans dòme ou avec dôme et la table de friction sur laquelle se meut leur tiroir peut être horizontale, verticale ou inclinée. Celui qui est représenté sur la figure 567 est un régulateur à dôme, à table de friction inclinée. Let tiroir est percé d'une ou plusieurs ouvertures, correspondant à des ouvertures analogues dans la table de friction, et un mouvement de translation. imprimé à ce tiroir au moyen d'un levier placé à portée de la main du mécanicien permet à volonté d'ouvrir ou de fermer la communication de la chaudière avec les cylindres.

3° BOITE A FUMÉE. La boîte à fumée B (fig. 567), formée par le prolongement du corps cylindrique, n'a pas besoin de présenter une aussi grande résistance que lui; il suffit qu'elle soit assez forte pour supporter la cheminée et qu'elle soit bien étanche, afin d'empêcher l'arrivée de l'air extérieur qui contrarierait le tirage.

C'est, en effet, au moyen de l'échappement de la vapeur dans la cheminée, à travers la boîte à fumée, qu'on obtient l'énergie du tirage qui est nécessaire, et qui serait absolument impossible à réaliser avec la faible hauteur de cheminée commandée par le gabarit des ouvrages d'art. Al représente

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