Distribution de la vapeur

Le développement croissant des usines centrales
électriques a déterminé les constructeurs
à supprimer la commande par courroie absorbant
une certaine puissance et à commander
directement les dynamos calées sur le même
arbre ou réunies à la machine par un accouplement.
On a été amené à construire des machines
à vapeur à grande vitesse disposées verticalement.
Le cylindre est vertical et placé
directement au-dessus de l’arbre commandé.
Pour éviter les projections d’huile du fait des
grandes vitesses, tous les organes en mouvement
sont enfermés dans un carter.
Certains constructeurs · ont préféré les machines
horizontales aux machines verticales,
en raison de la simplicité de construction, de
surveillance et de démontage.
Les machines horizontales ont par contre le
grave inconvénient de produire une usure inégale
du cylindre. En effet, supposons le
piston . et la tige dans four mouv_ement de va-etvient,
ces organes reposent entièrement ~ur la
demi-circonférence inférieure du cylmdre
qu’ils usent, tandis que la partie supérieure
reste intacte: le cylindre s’ovalise et, par la
suite des fuites de vapeur peuvent se produire.
Dan; les grosses machines hori~ontales, ?n
cherche à éviter cette usure en gmdant le piston
de chaque côté du cylindre, c’est-à-dire
que le piston reçoit une seconde tige traversant
‘1e fond et qui est guidée dans un second
presse-étoupe. Dans cette disposition, l’ovalisation
est atténuée, mais non évitée complètement,
car les presse-étoupe s’usent. à leu~ partie
inférieure et une flexion des tiges fait appuyer
le· piston sur le fond du cylindre.
Les machines horizontales sont avantageuses
dans la disposition en_ lan,d_em où de’;lx, c.y-
1indres agissent sur la meme hg.e, _ce qm eyite
une bielle et une manivelle et reahse une economie
de matière et de main-d’oeuvre.
Les machines verticales n’ont pas l’inconvénient
signalé plus haut quant à ,l’ovalisation
des cylindres, et, toutes choses eg~les, elles
ont un encombrement beaucoup moms grand,
la machine étant en hauteur au lieu d’ètre en
surface.
Cette question a son importance pour l~s
grosses installations, surtout quand le terram
est cher.
Les machines à vapeur destinées à la propulsion
des navires sont toujours verticales.
En dehors des machines à piston à mouve~
ent alternatif, on a essayé de produire sur
un piston un mouvement rotallf direct au
moyen de la vapeur; malgré bien des recherches,
on n’a pas obtenu de résultats satisfaisants.
·
Suivant la disposition des machines, on distingue:
Les machines fixes qui sont fixées sur une
maçonnerie et dans lesquelles la chaudière est
séparée de la machine motrice.
iLes machines demi-fixes où la machine motrice
est placée au-dessus de la chaudière et
ne forme qu’un avec elle; l’ensemble est fixé
sur un socle en maçonnerie.
Les locomobiles de construction analogue
au.x machines· demi-fixes, mais transportables
et montées sur des toues.
Les machines demi-fixes ont sur les machines
fixes l’avantage d’un prix d’établissement
et d’achat bien moindre; elles ont l’inconvénient
de consommer à puissance égale
beaucoup plus de combustible que les machines
fixes, en raison du moins bon rendement
de la chaudière.
D’après les remarques précitées sur l’action
de la vapeur sur le piston, on peut distinguer
les machines à piston à simple e{f et et celles
à double effet.
On peut distinguer également les machines
avec ou sans condensation; dans ce dernier
cas, elles sont appelées aussi machines d
échappement libre.
Quand la vapeur se détend successivement
dans plusieurs cylindres, les machines sont
dites à expansion multiple. On distingue dans
ce cas les machines à double expansion où la
vapeur se détend dans deux cylindres, les machines
à triple et à quadruple expansion où la
vapeur .se détend dans 3 ou 4 cylindres. Les
machines à quadruple expansion, en raison
de leur complication, n’ont eu que très peu
de vogue.
Etat actuel de la machine à vapeur. – Jusqu’en
l’année 1900, la machine à vapeur a
piston était le seul moteur thermique couramment
employé pour toutes puissances qui
atteignaient jusqu’à 10.000 chevaux. A cette
date, les constructeurs ne s’attachaient plus
qu’à des perfectionnements de détails, ils portaient
surtout leurs soins aux mécanismes de
distribution de la vapeur.
C’est alors qu’est apparue la turbine à vapeur
qui, très rapidement, s’est substituée à
la machine à piston pour les fortes puissances
et teI).d à la supplanter même pou,r les moyen-
. nes et les petites puissances. L’importance .de
la machine à vapeur depuis . une vingtaine
d’années est donc bien diminuée, surtout en
ce fait que la . puissance moyenne des unités
se tr.ouve considérablement réduite. Ce qu’il
faut signaler actuellement dans son emploi,
c’est 1″ l’utilisation de la vapeur surchauffée,
2″ l’importance que reprend la machine monocylindrique
dans la machine dite à flux continu
(N ° 73), 3 • le développement des installations
combinant la production de force motrice
et le chauffage à la vapeur.
Distribution de Ja vapeur
La distribution de la vapeur constitue ce
que présente de plus important et de plus délicat
toute machine à piston, car de son fonctionnement
normal dépend la marche économique
et régulière de la machine.
Les distributions par tiroir furent employées
les premières, aussi donnons-nous ci-après
les principaux dispositifs adoptés; mais la
construction moderne porte sur les· distributions
par soupapes et celles par pistonsvalves
dans les machines fixes; le tiroir trouve
encore son application dans les machines à
vapeur mi-fixes, dans les locomobiles et dans
les locomotives.
66. DISTRIBUTION PAR TIROIR SIMPLE.
– Les figures 206 a, b, c montrent le même cylindre
avec trois positions différentes du tiroir
simple appelé tiroir à coquille à cause de sa
forme évidée.
Le distributeur par tiroir plan se compose
d’un tiroir à coquille T glissant sur une par