22. Disposiciones esenciales de la caldera de la locomotora. -

Toda caldera que sirve para producir el vapor se compone de un recipiente cerrado, conteniendo agua á calentar y de un hogar que debe ser bastante grande para poder quemar una cantidad de combustible suficiente para la producción del vapor necesario; la utilización del vapor producido por esta combustión depende de la superficie calentada del recipiente, llamada superficie de calefacción. Las partes principales de las calderas dé las locomotoras (figs. 18 y 19) son el hogar, los tubos, la caja de fuego, el cuerpo cilindrico, la caja de humos.

El hogar es una especie de caja, formada habitualmente de cuatro paredes próximamente verticales, soportando el cielo horizontal; la parrilla está instalada en la parte inferior de esta caja. En la mayor parte de las locomotoras las condiciones de emplazamiento limítanse aproximadamente á un metro el ancho del hogar, y á tres metros cuadrados la superficie de la parrilla. Semejante parrilla; asaz grande para una locomotora, fuera insuficiente para quemar la cantidad de carbón necesario, sino se activase la combustión por medio de un tiro de aire enérgico con ayuda del vapor escapando de los cilindros por una tobera emplazada bajo la chimenea.

El hogar se monta, al interior de una caja en chapa de más diámetro, que llamamos caja de fuego; un cuadro de hierro reúne las bases de estas dos cajas; el agua recubre el cielo y baña las paredes laterales del hogar, excepto en las vueltas del agujero que recibe la puerta, igualmente recubierta por un cuadro.

Sería insuficiente á una compensación las dimensiones restringidas de la superficie de parrilla por el empleo del escape, si la caldera con tubos de humo de Séguin, pequeña y ligera, no tuviese una gran superficie de calefacción. Los gases calientes que produce el hogar pasan á través de un gran número de tubos de escaso diámetro, que los llevan, fríos á la caja de humos. Por ejemplo, la superficie de calefacción de un tubo, que tiene 40 mm. en su interior y 4 m. de longitud, es de medio metro cuadrado; 200 de estos tubos darán pues 100 metros cuadrados, y la superficie del hogar, se agrega.

Datos relativos á la caldera:
Timbre	16 Kg.	Diámetro exterior de los tubos	70 mm.	Superficie de caldeo de los tubos (desarrollo total interior)	193.28 m2.
Diámetro medio interior	1,456 m.	Número de tubos (en acero, con aletas interiores)	126	Superficie de caldeo total	208,52 m2.
Longitud de los tubos entre placas tubulares (llevada á 4,300 en las últimas construcciones)	4,200 m.	Superficie de caldeo del hogar	15,242. m	Superficie de parrilla	2,74 m2.

Los tubos, enchufados en la placa tubular del hogar atraviesan el agua de que está lleno el cuerpo cilindrico de la caldera, y que debe siempre cubrir el hogar y los tubos; queda por encima del agua un espacio para el vapor, en la caja de fuego y en el cuerpo cilindrico.

En  su parte delantera, el.cuerpo cilindrico está cerrado por la placa tubular de la caja de humos. Compónese de anillos ó virolas de chapa que los roblones reúnen. Estas virolas pueden alternativamente ser de diámetro mayor ó menor. En las calderas llamadas telescópicas el diámetro de las virolas disminuye sucesivamente de atrás adelante, de modo que no queda gota de agua cuando se vacía la caldera por bajo la caja de fuego. Con el ensamblage cubre-juntas circular, todas las virolas tienen el mismo diámetro.

Resumiendo, la caldera, de las locomotoras se caracteriza por la vivacidad de la combustión debida al escape, y por la gran superficie de calefacción bajo un pequeño volumen, debido á la disposición tubular. Se construyen en palastros de hierro ó de acero dulce, salvo el hogar que es corrientemente de cobre.

La caldera se halla sometida á la presión del vapor; y es necesario que tenga una resistencia suficiente para soportar esta presión. Las partes de sección circular, como el cuerpo cilindrico, resisten bien una presión interior, a condición que la chapa, tenga un espesor convenido; pero las chapas planas, no podrían soportar la presión sin estar sostenidas por virotillos, armaduras y tirantes fijos de distancia en distancia.


23. Hogar. —

En Europa, empleamos generalmente para los hogares de locomotora, el cobre; en los Estados Unidos constrúyense de hojas delgadas de acero. Las mismas precauciones se han de tomar para los hogares de acero que para, los de cobre: evitar todo enfriamiento brusco producido por una corriente de aire en el hogar, ó por un lavado precipitado, con agua fría.

Fig. 20. - Virotillo para  hogar de locomotora,  perforado de  parte á parte y tapado al exterior.

Para evitar las pérdidas en el ensamble de las partes inferiores de la caja de fuego sobre el cuadro, va bien proveer los ángulos dé orejas salientes, sobré las cuales se remachan las partes redondas de la caja de fuego.

Las caras limítrofes del hogar y de la caja de fuego se unen por medio de virotillos ó riostras (entretoises,en Francés) (Fig. 20) de cobre ó de acero; este último metal se emplea sobretodo en América. Ciertas aleaciones muy resistentes se emplean también para la confección de las riostras, por ejemplo el metal Stone, compuesto por 100 partes en peso, de 61,5 partes de cobre, 37,9 de zinc, 0,6 de hierro y manganeso.

Con las presiones muy elevadas en uso hoy día, estos virotillos se recomiendan por sí mismos, de menor diámetro que los de cobre soportan mejor los esfuerzos de flexión que son la causa principal de las rupturas. Además, permiten un gran número de substituciones sin que la dimensión de los orificios de los palastros que se han de reterrajar, aumenten en esceso.

Podremos extraer en el torno la parte roscada que quedará entre las dos chapas: la resistencia del virotillo á la tracción no disminuirá, y es un poco más flexible.

El agujero practicado en el virotillo para descubrir la ruptura está tapado al exterior, á fin de evitar la entrada de aire; deja escapar el agua hacia él hogar si por acaso se rompe. Estos agujeros se tapan rápidamente por la parte del hogar á. merced del tartrato y residuos de la combustión: hay que de tiempo en tiempo desobstruirlos.

Roto un virotillo debe reemplazarse sin pérdida de tiempo. Alguna vez perforamos en ciego por cada lado uno de estos virotillos. Abriendo el agujero con ayuda de un mandrín  cónico, se obtiene un virotillo estanco sin cabeza remachada. (fig. 21).

Otra unión especial (fig. 22) es necesaria para fijar la pared plana de la placa tubular del hogar por bajo de los tubos.

La consolidación más difícil es la del cielo. El cielo del hogar de una locomotora si tiene una superficie de 2,5 m² soporta 375 toneladas bajo la presión de 15 kg. por cm².: es con frecuencia seis veces el peso de la  máquina, esta carga con ocasión de la prueba en la prensa hidráulica alcanza hasta 525 toneladas.

Generalmente se suspende el cielo de putrelas ó fermas transversales, ó longitudinales llamadas en español costillas (Figs. 23 y 40) que reposan ellas mismas sobre las paredes verticales del hogar. Las fermas transversales pueden alargarse en forma que reposen sobre repisas remachadas contra la pared de la caja de fuego (fig. 24); al encenderse, la dilatación levanta el alto del hogar y las fermas se separan de las repisas pero la presión restablece el contacto. Las fermas longitudinales ó transversales se acoplan frecuentemente al semicilindro de la caja de fuego (fig. 23 y 40).

Fig. 26. — Caldera de locomotora del ferrocarril del Estado Belga con hogar Belpaire y chimenea larga de sección rectangular; corte longitudinal; cortes horizontal y transversal; detalle de los roblones, con cubre-juntas circulares y longitudinales sobre el cuerpo cilindrico; ensamble por cantonera de la placa tubular de la caja de humo.

Prefiérese en la actualidad el entramado directo con el auxilio de tirantes, del cielo del hogar y de la cara superior de la caja de fuego, igualmente plana. (fig. 19). Este entramado se aplica de idéntico modo en cuanto la parte superior de la caja de fuego sea cilindrica, (fig. 25) sobretodo en América y en Alemania.

Fig. 27. - Caldera con hogar Wootten.

Los tirantes van atornillados en las chapas y provistos de tuercas; algunas veces se atornillan las cabezas, como la de los virotillos laterales.

Es conveniente que la primera línea de estos tirantes, hacia la delantera del hogar, no se hallen muy cerca de los tornillos del cielo sobre la placa tubular, á fin de no impedir los pequeños movimientos debidos á la dilatación de la placa por el calor; frecuentemente los primeros tirantes se construyen en dos partes articuladas, que permiten el alzamiento del hogar.

Para mejor facilitar la dilatación de la placa, es corriente reemplazar las primeras filas de tirantes verticales por una ó dos costillas transversales.

Algunos constructores taladran dichos tirantes de parte á parte como los virotillos y por el mismo motivo, pero es este un trabajo muy costoso, y podemos contentarnos con un orificio poco profundo a cada extremo. La ruptura, por otra parte es rara, á causa de la gran longitud de estas piezas, de flexión fácil, no se produce sino al engastarlos en la chapa.


24. Hogares especiales. —

El ancho habitual del hogar se limita al rededor de un metro por cuanto la caja de fuego que le contiene desciende entre las ruedas y también, lo más frecuente entre bastidores interiores á las ruedas.

La longitud no puede tampoco exceder de tres metros, para la comodidad del servicio, la superficie de la parrilla se halla limitada hacia 3 m². Cuando las ruedas son de pequeño diámetro, al menos las de atrás, puede alojarse la caja de fuego enteramente encima de estas ruedas y, por consecuencia dar al hogar un ancho mucho mayor. Esto es lo que ha hecho en Bélgica el ingeniero Belpaire, que ha construido hogares con parrillas de más dé 6 m². (fig. 26). Estas vastas parrillas están sobretodo destinadas a quemar hullas flojas de escaso poder calorífico, menudas, que serían lanzadas por un tiro enérgico y en donde la combustión debe ser por consiguiente relativamente lenta.

Este gran hogar es menos profundo que los hogares ordinarios insertos entre las ruedas, y la parrilla llega muy cerca de los tubos inferiores, lo cual es causa de un desgaste rápido de la placa tubular. Lleva dos puertas para carga de fuego (1).

En los Estados Unidos, el hogar Wootten (fig. 27) tiene asimismo una parrilla muy larga, que fue ideada, para quemar antracitas menudas.

Se hace una aplicación análoga, pero con proporciones no tan vastas cuando se quiere solamente agrandar el hogar ordinario sin buscar el quemar combustibles especiales que exigen parrillas inmensas.

También se emplean para las locomotoras los hogares cilindricos en chapa, ondulada, como los de las calderas marinas (fig. 28), montados sin virotillos. Las primeras aplicaciones de este género hechas en Alemania no tuvieran éxito.

Recientemente se ha renovado el sistema en los Estados Unidos y en Inglaterra.

25.    Puerta del hogar.—

La puerta del hogar se monta en un cuadro ovalado ó rectangular; una contra puerta la preserva de la acción del fuego.

La. admisión del aire por la puerta (fig. 29) útil sobre todo para la combustión de hullas muy gaseosas ó cargadas en capa espesa, ayuda á evitar el humo.

Fig. 32. — Barra gruesa de hierro.

La ventana móvil de chapa de la fig. 30 puede fijarse en una posición más ó menos inclinada, y da al hogar una entrada de aire que se dirige á la faz del deflector que se ve sobre las figuras 37 y 38. La chapa atornillada en saliente sobre esta ventana es una garantía para el personal contra la radiación del hogar, y permite la maniobra del aparato con el pie.

Una guarnición fundida ó dulce llamada en francés pareringard recubre la parte inferior del roblonado del cuadro de la puerta y la preserva del choque de las herramientas (ringards) que sirven para atizar el fuego y limpieza del mismo.


26. Parrilla. —

La parrilla debe estar apropiada al combustíble que ha de recibir: los dos elementos principales de la parrilla son el espesor y la distancia entre barras que también se dice vados y que determinan la sección de paso del aire y el grosor de los fragmentos que deja caer.

Las barras son de hierro dulce, ó fundido, y descansan sobre dos longuerines transversales designados por el nombre de Sommiers (durmientes) de hierro (fig. 31). Estos durmientes no deben tocar contra las paredes del hogar por cuanto el calor los alarga: de no ser así sufrirían efectos de torsión ó bien deformarían las paredes. En corte transversal, las barras se adelgazan hacia abajo á fin de facilitar la caída de los fragmentos de combustible. Las barras gruesas de hierro (figura 32) constan de cabezas forjadas que determinan el espacio, vado ó luz. Las pequeñas barras de hierro son remachadas por grupos de dos ó más hojas separadas por róndelas (figura 33). De fundición se forman igualmente grupos de varias barras (fig. 34).

Dispónese ordinariamente en los emparrillados de las locomotoras una sección móvil llamada tira-fuego: (fig. 35) que facilita la limpieza del fuego.

Las barras no guarnecen siempre completamente los ángulos ó los costados de la parrilla: los vacíos que deja, tienen una influencia inoportuna, pues permite la caida de combustible y deja pasar corrientes de aire nocivas. Hay que tener cuidado de cubrir estos huecos con escorias ó fragmentos de ladrillo refractario.

Es conveniente que la parrilla tamice el aire a través de toda la masa de combustible cuya naturaleza demanda el grosor y los vados de las barras. Las barras distanciadas exigen bastante grueso por cuanto debe soportar cada una, una carga de combustible mayor que cuando están muy cercanas entre sí; delgadas y muy juntas, las barras dejan pasar raudales de aire más numerosos y no deja caer sino pequeños trozos de combustible. En general es preferible componer los emparrillados de barras delgadas. Algunos combustibles entorpecen las parrillas asi constituidas, un poco más pronto que las de barras gruesas espaciadas, pero es preciso verificar bien este inconveniente antes de condenar el sistema de barras delgadas. Otra ventaja de estas barras delgadas es la de calentarse menos que las gruesas, ya que la acción del aire que barre su superficie es más eficaz. El espesor de 8 á l0 mm. con un vado igual parece el más conveniente para los combustibles menudos, empleados en Francia.

Para evitar que las escorias empasten las barras constrúyense parrillas donde las barras son móviles (parrillas de golpe, parrillas oscilantes); en general, estos aparatos son un
poco demasiado complicados y estorban sobre una locomotora.


27. Cenicero. —

Hubo un tiempo en que las locomotoras no estaban provistas de ceniceros: algunas se ven todavía que no llevan este apéndice. Los ceniceros han sido construidos para impedir la proyección de las escarbillas: y á veces nos conformamos, á este efecto, con instalar bajo el cuadro del hogar unas chapas verticales que descienden bastante bajas y á que se les dió el nombre de corta fuegos.

No pueden colocarse estas chapas á menos de 12 cm. de la superficie del carril, y aun así se han de escotar las paredes transversales con objeto de que no toquen en los guarda polvos de los pivotes ó espigones de las placas giratorias.

El cenicero completo, provisto de un fondo que se extiende bajo toda la superficie de la parrilla, es más eficaz: no presenta más aberturas que las de delante y detrás (fig. 36), y estas aberturas pueden cerrarse por medio de las dos trampas; el cenicero es algo más que un aparato de seguridad, ya que permite regular el tiro durante los estacionamientos y en marcha. Es necesario á este efecto que el cenicero no presente abertura alguna anormal  y que  las  trampas cierren herméticamente.

Cuando la máquina circula como de costumbre chimenea adelante, abriremos la trampa delantera del cenicero cerrando la de atrás para obtener un buen tiro; las trampas se dejan en la misma posición a fin de no dar lugar á un tiro enérgico del lado de la puerta del hogar.

Cuando un eje pasa bajo la parrilla, el cenicero cerrado es más complicado: entonces se proteje el eje por medio de un estuche de chapa con guarnición que se atornilla en los bordes con los laterales del cenicero.

Debe evitarse la acumulación de cenizas en los ceniceros. sobre todo cuando la distancia entre el fondo y el emparrillado es pequeña: de otro modo, el aire halla obstáculos, y las escarbillas en ignición, queman las barras; hay que vigilar minuciosamente las tuercas y clavetas que sujetan el cenicero al cuadro debajo del hogar, á fin de no correr el riesgo de perderle en marcha sobre la vía, como ya ha ocurrido.


28. Bóveda de ladrillos.-

El empleo de una bóveda de ladrillos en los hogares de locomotoras, generalmente en Inglaterra desde hace mucho tiempo, se halla muy extendido en Francia (2).

Esta bóveda (fig. - 37) se coloca un poco por debajo de la embocadura de  los  tubos, inclinada hacia adelante, recubriendo cerca de la mitad de la parrilla.

La bóveda conviene sobre todo en los hogares profundos; con las parrillas próximas á los tubos (fig. 38) no debe ser muy larga, de lo contrario amengua la combustión en la delantera de la parrilla.

Combínase frecuentemente, con la bóveda, una entrada de aire por la puerta del hogar; un deflector fundido ó de chapa, rebate este, perpendicularmente á la corriente de los gases calientes dados por la combustión del carbón.

Este deflector, que se quema fácilmente, debe ser una pieza simple y de pronto reemplazo.

La bóveda tiene el inconveniente de ocultar en parte la placa tubular. Sobre las locomotoras, de los ferrocarriles de Lyon, un pequeño orificio, practicado sobre la puerta,
permite ver dicha placa, y darse cuenta de la combustión de  los gases. La figura 77 muestra el manetón que cierra esta abertura.

La bóveda, es una especie de cuna cilindrica, de pequeño radio, construida con ladrillos á cuchillo, es decir, de caras no paralelas. Las dos filas extremas están formadas de ladrillos especiales, y recostadas sobre dos durmientes de hierro apoyados sobre tornillos de cabeza cuadrada (Fig. 39).

Los ladrillos únense á favor de una tierra arcillosa, llamada tierra do horno.

Unas aberturas hechas delante, impiden la. acumulación de las escarbillas ó carbonilla. Algunas veces la bóveda, se forma de tres gruesas piezas refractarias. Para su construcción empléanse unos maderos soportados por unos arcos ligeros; déjasela secar antes de proceder al encendido, operación que ha de hacerse con lentitud para dar lugar al total desecado de esta obra de albañilería. Ordinariamente empiézase á este efecto por un pequeño fuego de madera. Bien construidas, con material de buena calidad, las bóvedas pueden durar seis meses y algo más: en cuanto amenazan ruina, hay que reemplazarlas sin esperar á que con su caída apague el fuego.

La bóveda asegura la combustión completa de los gases desprendidos de la hulla, poniéndolos bien en contacto con el aire necesario para esta combustión, ya entre este aire por la puerta del hogar, ya atravesando la parrilla: las corrientes gaseosas mézclanse é ínflamanse, por los circuitos que la bóveda les obliga á hacer. Entiéndase bien, la bóveda no produce el calor, pero lo recoje, lo acumula y lo restituye, Últimamente, la bóveda preserva la placa tubular, una vez abierta la puerta del hogar, de los golpes de aire frío, que provocan derrames de los tubos. Al dejar parada la máquina, la bóveda mantiene el enfriamento gradual: esto puede ser un inconveniente para los lavados de la caldera.


29. Hervidor Tenbrinck. -

El  hervidor Tenbrinck (fig. 40) es una caja lisa de dos hojas paralelas de cobre reunidas por bordes embutidos, y por virotillos. Esta caja comunica con la caldera por dos ó tres tuberías inferiores y dos superiores. Dos tapones situados delante de las tuberías permiten la extracción de los depósitos que se forman en el interior del hervidor.

Este bullidor, produce el buen efecto de una bóveda, pero es costoso, pesa demasiado y exige muchos cuidados para ser estanco; por estas razones se emplea, muy raramente.

En las antiguas locomotoras del ferrocarril de París á Orleans, este hervidor colócase encima de una parrilla fuertemente inclinada. El hogar lleva una abertura de carga que domina en toda su longitud, en la parte superior de esta parrilla: tírase el combustible sobre una tolva fijada sobre esta abertura, y desciende espontáneamente hasta la parrilla, á medida que se opera la combustión. El aire penetra por encima del combustible.


30. Tubos. —

El diámetro exterior de los tubos de las locomotoras, se halla generalmente comprendido entre los 40 y 50 mm.; algunas veces desciende hasta 40 mm. El espesor es de 2 á 3 mm. Se hacen de latón, de hierro ó de acero: estos metales se comportan por igual en  servicio, pero el latón cuesta mas caro, por esto en muchas líneas férreas se ha renunciado á su empleo.

Fig. 40. — Hervidor y hogar Tenbrinck. (locomotora del ferrocarril de París á Orleans): B, hervidor; A, tolva de carga, casi tan larga como el hogar; G, parrilla inclinada: J, tira fuego. (Según M. Demoulin).

El latón, calentado al rojo oscuro conviértese en frágil: es fácil que adquiera este estado en las boquillas de la placa tubular del hogar, resultando roturas; por tal motivo súeldanse frecuentamente á los tubos de latón, unas boquillas de cobre rojo (fig. 41). Aplícanse también por esto estas boquillas de cobre rojo á los tubos de  hierro, donde son menos útiles.

La parte delicada de la construcción de las calderas tubulares, es la posición de los tubos en las placas: si no hubiésemos hallado estos medios sencillos y eficaces de realizar la junta ó unión perfecta, habríase tenido que renunciar a este tipo de caldera, por ingeniosa que fuere.

En las locomotoras el tubo se mandrina por medio del aparato Dudgeón, máquina hoy de uso en todos los talleres y después se remacha (fig. 42).

Habitualmente añádense las virolas ó casqulllos del lado del hogar, para aumentar la cohesión íntegra sobre toda la circunferencia y preservar al tubo de los excesos de calor. Del lado de la caja de humos, los oasquillos son inútiles tienen ademas el inconveniente de entorpecer el libre paso de los gases.

Como los tubos son introducidos por el lado de la caja de humos, los agujeros de la placa tienen en esta parte un diámetro un poco superior al del tubo, y los de la placa del hogar, un diámetro algo inferior: los tubos son restringidos del lado del hogar, y dilatados en su otro extremo. Bastantes veces nos abstenemos de remachar las pestañas de los tubos, siendo suficiente el mandrinado.

En los hogares de acero, ensayados sobre la línea férrea de Lyon, se ha circundado el tubo de una virola delgada de cobre, entre la, placa y el tubo (fig. 43) insiguiendo la práctica americana.

Los tubos pueden disponerse en filas horizontales (fig. 44) ó verticales (fig. 45): la segunda disposición parece facilitar el desprendimiento del vapor. No hay que reducir mucho el espacio ó intervalo entre tubos, si queremos evitar las rupturas entre los orificios de las placas, y la incrustación de los tártaros en el haz tubular: estos espacios ó intersticios deben ser de 15 á 20 mm. en las locomotoras.

Se ha renunciado á las placas tubulares intermedias para soportar los tubos, que se cortaban sobre estas placas; por lo demás, no se construyen apenas locomotoras con tubos muy largos, 5 m. y más. El rozamiento de la carbonilla, usa los tubos y los adelgaza; cuando llegan á ser muy delgados, las rupturas se suceden frecuentes y se ha de reemplazar la tubería.

Los tubos pueden impedir la separación de las placas, haciendo funciones de tirantes; pero, inversamente, tienden á separarlas, ya que se dilatan longitudinalmente con el calor más que la chapa del cuerpo cilindrico, siendo llevados á una temperatura elevada en grado mayor.

Con el objeto de aumentar la superficie de contacto de los gases calientes, se provee á los tubos, de aletas interiores (fig. 46); tubos de esta especie, montados en lugar de los tubos ordinarios, extraen más calor de los gases, saliendo menos calientes á la caja de humos. Titúlaseles tubos «Serve» nombre del inventor. Las experiencias del ferrocarril de Lyon y del Norte, han demostrado que la superficie de caldeo de los tubos de aletas, contada según todas las sinuosidades de la sección, es casi equivalente á una misma superficie interior de tubos lisos, y produce aproximadamente el mismo efecto útil.

Una tubería de aletas puede, pues, ser nás corta que una tubería lisa, y, á igualdad de longitud, la primera tomará más calor á los gases de la combustión. Conservando la misma longitud, se obtiene la misma superficie de calefacción, igualmente una superficie mayor, con un diámetro de tubos más grande, que es habitualmente de 70 mm. en los tubos de aletas. Son entonces menos en número y más espaciados; las placas tubulares, con menos taladros parecen más resistentes y duraderas. Las aletas no existen en las extremidades de los tubos, ensambladas á las placas á fin de facilitar la entrada á la máquina de Dudgeon que los ha de mandrinar y poder colocar los casquillos y que la. fola no las destruya.

Los tubos de aletas pesan un poco más, y sobre todo cuestan más caros que los tubos lisos que reemplazan.

Para ejemplo, sobre las locomotoras núms. 963-982 del Oeste, 88 tubos de aletas de 70 mm. (al exterior) han substituido á 197 tubos lisos de hierro de 45 mm. La instalación pesa 2.300 kg. en lugar de 2.175 (3); él precio de la tubería puesta en sitio ha sido, en 1903, de 1.320 francos, para los tubos lisos; y de 3.000 francos para los tubos de aletas: estos precios son variables, con arreglo á las oscilaciones del mercado de metales.


31. Superficie de calefacción. —

Una superficie de caldeo de un metro cuadrado, bañada por un lado por el agua de la caldera, y por el otro en contacto con los gases calientes de la. combustión, deja pasar durante cada minuto una cantidad de calor limitada., ó, en otros términos, no puede vaporizar durante cada minuto sino una cantidad de agua limitada. Esta cantidad depende de la temperatura del agua y de la de los gases: es tanto mayor cuanto más alta. sea la temperatura de los gases que transmiten el calor.

Del mismo modo, un metro cuadrado de hogar, un metro cuadrado á la entrada de los tubos, cerca del hogar, estando en contacto con la llama ó con los gases muy calientes, vaporiza una mayor cantidad de agua que un metro cuadrado tomado á mayor distancia en los tubos, dentro de los cuales pasan los gases enfriados en razón directa de la distancia que recorren; si los tubos son muy largos, la última parte, cerca de la caja de humos, es poco activa.

Llámase superficie directa de caldeo, la del hogar, expuesto á la radiación directa de los gases producidos por la combustión y que el bogar desarrolla por todas sus caras. La superficie indirecta de caldeo, es la de superficie que presentan los tubos, sometida solamente á la acción de los gases, gradualmente calientes en progresión descendente en razón de su alejamiento del foco productor, del hogar hacia la caja de humos.

Se cuenta como superficie de calefacción unas veces el interior, y otras el exterior de los tubos, en contacto con el agua; la diferencia obtenida de entre los dos números es bástanle importante, á causa del pequeño diámetro de los tubos, y del espesor relativamente grande. Lo mejor es elegir siempre para el cálculo la superficie en contacto con los gases, sea la interior, puesto que es esta la que recibe el calor. Con los tubos de aletas ya no puede contarse de otro modo. Para evitar toda equivocación no debe jamás omitirse decir de qué modo se ha calculado la superficie.

Diversas experiencias han determinado el peso del agua que puede vaporizarse, en un minuto, de una. parte el hogar, de otra parte el haz tubular, suponiéndole dividido en varios trozos sucesivos por placas intermediarias; la figura 47 representa aproximativamente estos pesos vaporizados en un minuto, cuando la combustión es activa: ella muestra por encima de la superficie del agua la cantidad que se vaporiza en cada sección ó trozo en que la suponemos dividida en la caldera, que es la que la alimentación debería suministrar, si estas divisiones estuvieran aisladas por una serie de tabiques. Las proporciones de vapor así producido por las diversas partes de la caldera varían con sus dimensiones, y, en un mismo aparato, con la actividad de la combustión.

Fig. 47. — Diagrama de la vaporización de una caldera (serie 543-562) de los ferrocarriles del Este: 178 tubos de 44 mm. de diámetro interior, largos de 4,100 m; superficie de caldeo del hogar 9,13 m²; de los tubos al interior 101 m². Las superficies cubiertas de lineas en sombra encima de cada división de la caldera, figuran la cantidad de agua vaporizada en cada trozo. De 90 Kg. de vapor por minuto corresponden casi 30 al hogar.

Vése sobre el diagrama que es por cima de la embocadura ile los tubos donde la producción es más activa. Por metro cuadrado el hogar produce más, pero los tubos presentan una superficie de caldeo bastante más grande que el hogar. Una superficie de caldeo muy pequeña deja perder mucho calor; muy grande, hace pesada, sin grande utilidad la locomotora; por otra parte, los tubos muy largos, estorban la actividad de la combustión. Si suponemos quemar la misma cantidad de combustible por metro cuadrado de parrilla y por hora en las diversas locomotoras, deberemos hallar un mismo valor para la relación de la superficie de calefacción con la superficie del emparrillado.

Fig. 48. — Puerta redonda de caja de humo.

El  valor de 75 parece el más recomendable para esta relación; pero las numerosas condiciones impuestas al constructor, le obligan á separarse frecuentemente mucho de este valor. Hay necesidad de consignar que con una combustión poco activa, una superficie de caldeo reducida será suficiente, en tanto que hay que aumentarla si hemos de forzar la combustión.

La caldera de una locomotora, funciona muy raramente á régimen uniforme durante un tiempo algo prolongado, una hora, por ejemplo, de suerte que los valores medios del consumo de combustible y de agua, indiquen  los valores reales en ciertos momentos. Es verdad que en ciertos casos el consumo de hulla, se evalúa bajo la tasa de 600 kg. por hora y por metro cuadrado de parrilla, y que la producción del vapor traspasa la media de 50 kg. por hora y por metro cuadrado de superfície de calefacción.


(1) Se designa frecuentemente, sobre todo en Inglaterra y en América, por el nombre de hogar Belpaire, el hogar de ancho ordinario en que el cielo está directamente entrelazado con una cara plana de la caja de fuego como en la fig. 19.

(2) Y bastante en España, sobre los tipos modernos. —. N. de T.

(3) Esta ligera diferencia de peso se halla asimismo en el espacio, casi completamente compensado, puesto que el volumen de los tubos Serve es un poco mayor que los tubos lisos; de consiguiente, la cantidad de agua contenida en la caldera es reducida un poco.