Caldera de tiro

Una caldera de casco o de combustión es una forma temprana y relativamente simple de caldera que se utiliza para generar vapor , generalmente con el fin de impulsar una máquina de vapor . El diseño marcó una etapa de transición en el desarrollo de calderas, entre las primeras calderas pajar y las posteriores calderas pirotubulares de tubos múltiples . Una caldera de tiro se caracteriza por un gran cuerpo de caldera cilíndrico que forma un tanque de agua, atravesado por uno o más grandes tiros que contienen el horno .. Estas calderas aparecieron a principios del siglo XIX y algunas formas siguen en servicio en la actualidad. Aunque se usa principalmente para plantas de vapor estáticas, algunas se usaron en los primeros vehículos de vapor, locomotoras de ferrocarril y barcos.

Las calderas de combustión se desarrollaron en un intento de elevar las presiones de vapor y mejorar la eficiencia del motor. Los primeros diseños de pajar de la época de Watt eran mecánicamente débiles y, a menudo, presentaban una superficie plana sin soporte para el fuego. Las explosiones de calderas , que generalmente comenzaban con la falla de esta placa de la cámara de combustión, eran comunes. Se sabía que una estructura arqueada era más fuerte que una placa plana, por lo que se colocó un gran tubo de humos circular dentro de la carcasa de la caldera. El fuego en sí estaba en una rejilla de hierro colocada a través de este conducto, con un cenicero poco profundo debajo para recoger los residuos no combustibles. Esto tenía la ventaja adicional de envolver la superficie de calentamiento muy cerca del horno, pero ese era un beneficio secundario.

Aunque hoy en día se considera de baja presión (quizás 25  psi (1,7  atm )), se consideraba de alta presión en comparación con sus predecesores. Este aumento de la presión fue un factor importante para convertir locomotoras (es decir, pequeños vehículos autónomos) como la de Trevithick en una propuesta práctica.

La caldera más sencilla para locomotoras tenía un único conducto de humos recto. Fue ampliamente utilizado por muchos de los primeros fabricantes de locomotoras, incluidas las locomotoras de Blenkinsop para el ferrocarril de Middleton y la Locomoción de Stephenson .

Este tipo de caldera es simple de fabricar y lo suficientemente fuerte como para soportar vapor de "alta presión" (para el período) con un trabajo expansivo en los cilindros. También hay un buen flujo de gas a través de la gran chimenea, de modo que el fuego recibe suficiente tiro de la acción de una chimenea alta solamente. Sin embargo, también tiene poca área de calefacción, por lo que es ineficiente y quema una gran cantidad de carbón.

Una chimenea simple debe ser larga para ofrecer un área de calefacción adecuada. En una carcasa de caldera corta, como la que se requiere para una locomotora de vapor , esto se puede hacer usando un conducto de retorno en forma de U que se dobla sobre sí mismo.

El motor de Trevithick de 1806 está construido en torno a un ejemplo temprano de una caldera con conducto de humos (específicamente, un tipo de conducto de retorno)

Locomotora de Middleton

Puffing Billy de 1813, que muestra el extremo abovedado de su caldera de retorno (centro de la imagen)

Caldera Huber

Caldera de Cornualles

Caldera Butterley, de la conferencia de Fairbairn de 1851

Caldera de Lancashire, de la conferencia de Fairbairn

Caldera de Lancashire en la estación de bombeo de Pinchbeck

Caldera de cinco tubos Fairbairn,
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