Caja de fuego (máquina de vapor)
En una máquina de vapor , la caja de fuego es el área donde se quema el combustible , produciendo calor para hervir el agua en la caldera . La mayoría tienen forma de caja, de ahí el nombre. Los gases calientes generados en la cámara de combustión se extraen a través de una rejilla de tubos que atraviesan la caldera. [1] [2]
En la locomotora de vapor estándarCaldera pirotubular, la cámara de combustión está rodeada por un espacio de agua en cinco lados. El fondo de la cámara de combustión está abierto a la presión atmosférica, pero cubierto por rejillas de fuego (combustible sólido) o una bandeja de cocción (combustible líquido). Si el motor quema combustible sólido, como madera o carbón, hay una rejilla que cubre la mayor parte del fondo de la cámara de combustión para contener el fuego. Un cenicero, montado debajo de la cámara de combustión y debajo de las rejillas, atrapa y recolecta brasas calientes, cenizas y otros desechos sólidos de la combustión a medida que caen a través de las rejillas. En una locomotora que quema carbón, las rejillas se pueden sacudir para limpiar las cenizas muertas del fondo del fuego. Se sacuden manualmente o (en locomotoras más grandes) con un sacudidor de parrilla motorizado. Las locomotoras de leña tienen rejillas fijas que no se pueden sacudir. La ceniza de madera es generalmente polvo que caerá a través de las rejillas sin que se requiera más agitación que las vibraciones de la locomotora rodando por las vías. Las rejillas de fuego deben reemplazarse periódicamente debido al calor extremo que deben soportar. El aire de combustión (aire primario) ingresa a través de la parte inferior de la cámara de combustión y el flujo de aire generalmente se controla mediante puertas de compuerta sobre el bolsillo de recolección de cenizas de la bandeja de cenizas. Una locomotora que quema combustible líquido, generalmente fueloil "Bunker C" o aceite pesado similar, no tiene rejillas. En cambio, tienen una bandeja de cocción de calibre de metal pesado atornillada firmemente contra la parte inferior de la cámara de combustión. La bandeja de cocción está cubierta con ladrillo refractario y la cámara de combustión tiene un revestimiento de ladrillo refractario, generalmente hasta el nivel de la puerta de la cámara de combustión, alrededor de la cámara de combustión. El quemador de aceite es una boquilla que contiene una ranura para que el aceite fluya hacia un chorro de vapor que atomiza el aceite en una fina niebla que se enciende en la caja de fuego. La boquilla del quemador de aceite generalmente se monta en la parte delantera de la cámara de combustión, protegida por una cubierta de ladrillo refractario y apunta a la pared de ladrillo refractario debajo de la puerta de la cámara de combustión. Los amortiguadores controlan el flujo de aire hacia el fuego de aceite.
Hay un gran arco de ladrillo (hecho de ladrillo refractario) unido a la pared frontal (placa de garganta de la caldera) de la caja de fuego inmediatamente debajo de los tubos de fuego. Esto se extiende hacia atrás sobre el tercio frontal hasta la mitad del lecho de fuego. Se apoya sobre arcos tubulares, sifones térmicos o circuladores. El arco de ladrillo dirige el calor, las llamas y el humo de vuelta sobre el fuego hacia la parte trasera de la cámara de combustión. El humo visible contiene partículas de carbón combustible sin quemar y gases combustibles. El propósito de esta redirección es causar una combustión más completa de estas partículas y gases que hacen que la locomotora sea más eficiente y hace que se emita menos humo visible desde la chimenea. Sin el arco, las llamas y el humo visible serían absorbidos directamente por los tubos de fuego sin quemarse por completo, lo que provocaría la emisión de humo visible en la chimenea. La invención del arco de ladrillo permitió que las locomotoras quemaran carbón más barato (que contiene volátiles) en lugar de coque, habiendo sido un requisito legal desde el principio que las locomotoras "consumieran su propio humo". El arco de ladrillo y sus soportes (tubos de arco, sifones térmicos y circuladores) requieren reemplazo periódico debido al calor extremo que soportan. El arco de ladrillo también desvía el aire "frío" que ingresa a través de la puerta de la cámara de combustión para que golpee directamente la placa del tubo trasero de la caldera y lo enfríe cuando la caldera está caliente.
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