Blastpipe
El tubo de escape es parte del sistema de escape de una locomotora de vapor que descarga el vapor de escape de los cilindros en la caja de humo debajo de la chimenea para aumentar el tiro a través del fuego.
La primacía del descubrimiento del efecto de dirigir el vapor de escape hacia arriba de la chimenea como un medio para proporcionar tiro a través del fuego es motivo de controversia, Ahrons (1927) dedicó una atención significativa a este asunto. El escape de los cilindros de la primera locomotora de vapor, construida por Richard Trevithick , se dirigía hacia arriba por la chimenea, y notó su efecto en el aumento del tiro a través del fuego en ese momento. En Wylam, Timothy Hackworth también empleó un tubo de explosión en sus primeras locomotoras, pero no está claro si fue un descubrimiento independiente o una copia del diseño de Trevithick. Poco después de Hackworth, George Stephensontambién empleó el mismo método, y nuevamente no está claro si fue un descubrimiento independiente o una copia de uno de los otros ingenieros. Goldsworthy Gurney fue otro de los primeros exponentes, cuya pretensión de primacía fue defendida enérgicamente por su hija Anna Jane. [1] [2]
Las locomotoras en ese momento empleaban una caldera de un solo tiro o un solo tiro de retorno, con la parrilla de fuego en un extremo del tiro. Debido a que una sola salida de humos tenía que ser ancha para dejar pasar los gases de escape, un tubo de escape podía levantar el fuego, tirando hollín y chispas por la chimenea. No fue hasta el desarrollo de la caldera multitubular que se pudo utilizar un tiro forzado de forma segura y eficaz. La combinación de caldera multitubular y chorro de vapor a menudo se citan como las principales razones del alto rendimiento del Rocket de 1829 en los Rainhill Trials .
Poco después de que se descubriera el poder del chorro de vapor, se hizo evidente que se necesitaba una cámara de humo debajo de la chimenea, para proporcionar un espacio en el que los gases de escape que salían de los tubos de la caldera pudieran mezclarse con el vapor. Esto tenía la ventaja añadida de permitir el acceso para recoger la ceniza arrastrada a través de los tubos de fuego por la corriente de aire. El tubo de escape, desde el cual se emite el vapor, se montó directamente debajo de la chimenea en la parte inferior de la caja de humo.
El chorro de vapor se autorregula en gran medida: un aumento en la tasa de consumo de vapor por parte de los cilindros aumenta el chorro, lo que aumenta el tiro y, por lo tanto, la temperatura del fuego. Las locomotoras modernas también están equipadas con un ventilador, que es un dispositivo que libera vapor directamente en la caja de humos para usar cuando se necesita un tiro mayor sin que pase un mayor volumen de vapor a través de los cilindros. Un ejemplo de tal situación es cuando el regulador se cierra repentinamente o el tren pasa por un túnel. Si un túnel de una sola línea está mal ventilado, una locomotora que ingrese a alta velocidad puede causar una rápida compresión del aire dentro del túnel. Este aire comprimido puede entrar en la chimenea con una fuerza considerable. Esto puede ser extremadamente peligroso si la puerta de la cámara de combustión está abierta en ese momento. Por esta razón, el ventilador se enciende a menudo en estas situaciones, para contrarrestar el efecto de compresión.
Poco desarrollo de los principios básicos del diseño de cajas de humo tuvo lugar hasta 1908, cuando WFM Goss de la Universidad de Purdue llevó a cabo el primer examen exhaustivo del rendimiento de la generación de vapor . Estos principios fueron adoptados en el Great Western Railway por George Jackson Churchward . Un desarrollo posterior fue el llamado tubo de explosión de puente superior que controlaba el área del tubo de explosión a diferentes velocidades de vapor para maximizar la eficiencia.
