Pouvez-vous me montrer un schéma du fonctionnement d'une chaudière à cylindre chaud ?

La chaudière à cylindre simple

Le premier véritable progrès dans la conception des chaudières a eu lieu avec l'invention de la chaudière à cylindre simple. C'était une conception simple et facile à construire.

Comme son nom l'indique, la chaudière à cylindre simple est un long cylindre en métal avec des extrémités coniques (rondes) placées horizontalement dans une brique. Certaines de ces chaudières mesuraient 40 pieds de long. Le cylindre était à moitié rempli d'eau et un feu s'est allumé dans un four à une extrémité.

Le feu et les gaz chauds sont d'abord acheminés du four ou du foyer le long du fond du cylindre jusqu'à l'extrémité opposée de la chaudière. Ce canal est appelé « conduit de fumée » et est fait de briques sur trois côtés. L'autre côté de la cheminée est la paroi métallique de la chaudière. Les flammes et les gaz chauds touchent le métal nu et chauffent l'eau à l'intérieur de la chaudière.

Lorsque les gaz chauds arrivent à l'extrémité du premier conduit, ils sont renvoyés le long d'un côté du cylindre vers l'avant de la chaudière. De là, ils sont à nouveau canalisés le long de l'autre côté du cylindre jusqu'à la cheminée. Cela donnerait à une chaudière de 40 pieds de long 120 pieds de surface de chauffe.

La vitesse à laquelle le combustible brûlait était contrôlée par un registre près de la cheminée. L'élévation ou l'abaissement du registre contrôlait le tirage ou la quantité d'air aspiré dans la fournaise. Plus d'air faisait brûler le carburant plus vite et plus chaud, produisant plus de vapeur. Moins d'air économisé du carburant et produit moins de vapeur.

Bien que cette conception de chaudière soit beaucoup plus efficace que les chaudières précédentes et ait été utilisée pendant plus de cent ans, elle présentait deux défauts majeurs. Le premier était la saleté. L'eau, en particulier l'eau du fleuve Mississippi, contenait de la saleté et cette saleté est restée dans la chaudière après l'évaporation de l'eau. Au bout d'un certain temps, cette saleté s'est accumulée au fond du cylindre et a agi comme un isolant empêchant la chaleur d'atteindre l'eau. Cela signifie que plus de carburant devait être brûlé pour obtenir la même quantité de vapeur. Cela signifiait également que la chaudière devait être nettoyée très souvent.

Le deuxième défaut était plus dangereux. Au fur et à mesure que les gaz chauds voyageaient le long du conduit de 120 pieds de long, ils se refroidissaient quelque peu. Pas beaucoup mais assez pour que le métal du cylindre soit chauffé à des températures différentes sur l'un ou l'autre des trois côtés. Ce chauffage inégal du métal a causé une grande contrainte dans le métal qui a souvent conduit à l'explosion du cylindre.

Il existe de nombreux schémas disponibles sur Internet qui montrent le fonctionnement d'une chaudière à cylindre chaud. La chaudière à cylindres chauds également connue sous le nom de chaudière à tubes de fumée est une sorte de chaudière dans laquelle les gaz chauds du feu passent d'une extrémité à l'autre via un ou plusieurs tubes qui se trouvent à l'intérieur de la chaudière.

On dit que c'est l'un des deux principaux types de chaudières, l'autre étant une chaudière à tubes d'eau. Une chaudière à tubes de fumée est généralement horizontale ou verticale et est également parfois appelée chaudière à "tubes de fumée".

Ce type de chaudière a été appliqué sur presque toutes les locomotives à vapeur, en forme de locomotive horizontale. Il est également utilisé à grande échelle dans le domaine de l'ingénierie stationnaire, typiquement pour les applications de vapeur à basse pression telles que le chauffage d'un bâtiment.