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La caldera de tapa redondeada es un tipo de caldera utilizada en algunos diseños de locomotoras de vapor y máquinas de vapor portátiles . Fue una de las primeras calderas para locomotoras , aunque se siguió utilizando en las nuevas locomotoras hasta el final de la fabricación de locomotoras de vapor en la década de 1960.
Caja de fuego
Utilizan la forma primitiva de la cámara de combustión , donde la envoltura exterior es una continuación semicircular del cuerpo cilíndrico de la caldera . Su forma y fabricación son relativamente sencillas, pero su diseño y funcionamiento se complican por la diferencia de forma entre la envoltura exterior y la interior, de superficie plana. Esto requiere un sistema de refuerzo complejo para sostenerla.
Las primeras calderas de este tipo tenían hogares elevados que eran considerablemente más grandes, particularmente más altos, que el cuerpo de la caldera. En el caso extremo, esto dio origen a la caldera de paja , donde el hogar se elevaba en una cúpula abovedada. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el hogar era simplemente más grande por el ancho de la sección interna del marco de hierro. Alrededor de 1850, a instancias de Crampton , [ 1 ] el hogar adoptó la carcasa de hogar de tapa plana, donde era del mismo diámetro que el cuerpo de la caldera y se unía a él por tiras superpuestas remachadas .
Las primeras cámaras de combustión de las calderas tenían paredes planas y paralelas (véase la figura 1). A medida que las locomotoras aumentaban en potencia, sus calderas se expandieron en diámetro, pero el ancho de la parrilla de la cámara de combustión seguía limitado por la necesidad de encajar entre los bastidores de la locomotora , que a su vez estaban limitados por el ancho de vía entre las ruedas. Esto condujo al desarrollo de la forma "acampanada" (véase la figura 2), donde una cámara de combustión estrecha se ensanchaba hacia arriba y hacia afuera para unirse al cuerpo de la caldera. El soporte de estas paredes laterales de la cámara de combustión aún podía realizarse mediante simples tirantes cortos, aunque estos se inclinaban progresivamente en el centro de la cámara de combustión para permanecer perpendiculares a las planchas.
Debido a que la forma del hogar sigue la forma del cuerpo de la caldera, se utilizan en locomotoras con tanque lateral . La Hunslet Austerity , la última locomotora de vapor de producción en serie construida en el Reino Unido, utilizaba esta forma. [ 2 ]
Permanecer
The upper crown sheet of the inner firebox is, as with most locomotive boilers, approximately flat and horizontal, so as to maintain a constant depth of water over this hottest part of the firebox. This flat surface, with steam pressure on its upper side, requires stays to support it. As it is not a constant distance from the boiler barrel, unlike the firebox sides, this staying is difficult to arrange.
Girder stays
Early examples soon used girder stays to support the inner firebox crown. These are iron girders spanning the length or width, on the outside of the inner firebox (i.e. in the water space). The crown sheet is bolted to these. The force on the ends of the girder stays is supported by the ends or sides of the inner firebox. The upper part of the boiler barrel is unconnected to the firebox. This has the advantage that a large hole may be cut in the boiler directly above the firebox, to mount the steam dome.
Rod and sling stays
Larger boilers could not support their firebox crowns entirely on the inner firebox and required a means to support it from the boiler barrel. As this is also forced outwards by the steam pressure, the total force could be shared between many small stays. Each stay carried enough force on each end to balance itself, avoiding the large bending forces at the ends of the girder stays
Thermal expansion was a problem for these long rod stays, both in their expansion tending to elongate them and reduce their staying effect . Also as the inner firebox expanded in length, this would bend the stays forwards. Where a long firebox was stayed, the forward rod stays were replaced with sling stays, a rod stay with a hinge at the upper end, allowing it to move forwards with the firebox.
These stays were also placed in the most active part of the boiler, where corrosion was at its worst. Careful inspection and periodic replacement of them was needed, to avoid the risk of a boiler explosion.
The main difficulty of rod stays was that it required a large number of rod stays, each of which was placed at a different angle to its neighbour. The complexity of this rod staying was what drove Alfred Belpaire to develop his Belpaire firebox. This used a more complicated squared-off outer firebox, which was more difficult to manufacture, but could now use simple short rod stays throughout, as for the firebox sides.
Examples
Locomotive designs fitted with round-topped boilers:
NER Class C1 876 at Beamish Museum in 2001
Same locomotive, 876, dismantled for overhaul in 2008
See also
References
- ↑ Ahrons, EL (1927). La locomotora de vapor británica 1825-1925 . Amen Corner, Londres: Locomotive Publishing Co. pp. 86–87 .
- ↑ Hunslet Engine Company (2006) [1946]. Lista de repuestos, locomotora Austerity . Camden Miniature Steam Services. págs. 10–11 . ISBN 978-0-9547131-4-0.
- ↑ Transporte mecánico . Entrenamiento del Cuerpo de Servicio del Ejército . HMSO . 1911.
- ↑ JF Gairns (1923). Ferrocarriles para todos . Ward Lock. pp. frente a la p. 49.
- calderas de vapor
- Calderas