Chaudière marine écossaise

L'extrémité du fourneau est une boîte fermée appelée chambre de combustion qui s'étend vers le haut pour se raccorder aux tubes à feu.

La paroi avant de la chambre de combustion est soutenue contre la pression de la vapeur par les tubes eux-mêmes. La face arrière est maintenue par des haubans à tige à travers la coque arrière de la chaudière. Au-dessus de la chambre de combustion et des tubes se trouve un espace ouvert de collecte de la vapeur. Des tiges longues et plus grandes traversent cet espace sur toute la longueur de la chaudière et soutiennent les extrémités de la coque de la chaudière.

Dans le cas de fours multiples, il y a une chambre de combustion séparée pour chaque four. Quelques petites chaudières les reliaient en une seule chambre, mais cette conception est plus faible. Un problème plus sérieux est le risque d'inverser le tirage, où les gaz d'échappement d'un fourneau peuvent être soufflés vers l'arrière et sortir par le fourneau adjacent, blessant les soutiers qui travaillent devant.

La première chaudière enregistrée de forme comparable a été utilisée dans une locomotive de chemin de fer, la classe "Wilberforce" de Hackworth en 1830^[2]. Cette chaudière avait une longue enveloppe cylindrique similaire à celle de sa "Royal George" à retour de fumée, mais le retour de fumée était remplacé par un certain nombre de petits tubes à feu, comme l'avait démontré si efficacement Stephenson avec sa "Rocket" un an plus tôt. La nouvelle caractéristique d'une chambre de combustion entièrement interne était utilisée. Contrairement à la chaudière écossaise ultérieure, celle-ci était autoportée par ses propres haubans, plutôt que d'utiliser des haubans à travers les parois de la coque de la chaudière. Cela permettait à l'ensemble de la plaque tubulaire extérieure, du tube de foyer, de la chambre de combustion et des tubes à fumée d'être retirés de l'enveloppe de la chaudière en une seule unité, simplifiant ainsi la fabrication et l'entretien. Bien qu'il s'agisse d'une caractéristique intéressante, elle est devenue peu pratique pour les chambres de plus grand diamètre qui nécessitaient le soutien de la coque.

Summarize Fact Check

La pratique courante pour les navires était d'avoir deux fourneaux dans chaque chaudière. Les petites chaudières pouvaient n'en avoir qu'un, les grandes chaudières en avaient généralement trois. La limite de la taille des chaudières était la quantité de travail que chaque soutier pouvait faire, en allumant un fourneau par homme^[1]. Les plus grands navires (c'est-à-dire tout ce qui était au-dessus du plus petit) avaient plusieurs chaudières.

Comme pour la chaudière Lancashire, le fourneau était souvent ondulé pour plus de solidité. Différents fabricants avaient leur propre façon de réaliser ces ondulations, ce qui a conduit à leur classification à des fins de maintenance sous les titres généraux de Leeds, Morrison, Fox, Purves ou Brown^[3].

La conception typique est le "wet back", où la face arrière de la chambre de combustion est enveloppée d'eau comme surface de chauffe.

Dans la variante "dry back", l'arrière de la chambre de combustion est une boîte ouverte, soutenue ou entourée d'une simple enveloppe en tôle^[4],[5], ce qui simplifie la construction mais fait perdre beaucoup d'efficacité. Elle n'est utilisée que pour les petites chaudières où le coût du capital l'emporte sur le coût du combustible. Bien que la chaudière écossaise soit aujourd'hui rarement le générateur de vapeur principal d'un navire, on rencontre encore de petits modèles de dry-back tels que le Minipac^[6], pour répondre aux demandes secondaires lorsque le navire est à quai dans un port et que les chaudières principales sont froides.

Une variante intéressante de la conception dry-back a fait l'objet d'un brevet pour la combustion de combustibles sujets aux cendres^[7]. L'arrière de la chambre de combustion est utilisé comme point d'accès pour un séparateur de cendres, qui retire les cendres avant les tubes de petit diamètre.

La conception à double extrémité place deux chaudières dos à dos, en supprimant la paroi arrière de la coque de la chaudière. Les chambres de combustion et les tubes à feu restent séparés. Cette conception permet de réduire le poids de la structure, mais elle rend la chaudière plus longue et plus difficile à installer sur un navire. Pour cette raison, elles n'étaient pas couramment utilisées, bien que les arrangements dos à dos de plusieurs chaudières à une extrémité soient courants^[4].

La modification "Inglis"^[8] ajoute une chambre de combustion supplémentaire où un grand conduit unique supplémentaire revient de l'arrière vers l'avant de la chaudière. L'écoulement dans les multiples tubes se fait donc de l'avant vers l'arrière, et l'échappement se fait donc à l'arrière. Plusieurs fours partageraient une seule chambre de combustion^[4].

Le principal avantage de l'Inglis est la surface de chauffe supplémentaire qu'il ajoute, pour un volume de coque comparable, d'environ 20 %^[9]. Étonnamment, cela ne provient pas de la chambre de combustion supplémentaire, mais de l'allongement des tubes à feu étroits. Ceux-ci peuvent maintenant courir sur toute la longueur de la coque de la chaudière, plutôt que sur la distance plutôt courte entre la chambre de combustion interne et la plaque tubulaire avant. Malgré cet avantage, il est rarement utilisé.