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La locomotora Long Boiler fue objeto de una patente de Robert Stephenson y el nombre se convirtió en sinónimo del modelo. Su característica distintiva es que la caja de fuego está situada detrás del eje motriz trasero. Esto da como resultado un cañón de caldera largo, con tubos de fuego largos. Por lo tanto, hay una superficie de calentamiento generosa, lo que da como resultado una caldera que es a la vez potente y eficiente.
En general, se cree que surgió de los intentos de igualar la potencia de las locomotoras de ancho de vía ancho dentro de las limitaciones del ancho de vía estándar de los ferrocarriles Stephenson. Sin embargo, la patente surgió originalmente de un problema que se hizo evidente a medida que los trenes viajaban distancias más largas, específicamente en el ferrocarril North Midland en Inglaterra alrededor de 1841, donde los tubos de humo y las cajas de humo se estaban destruyendo por el calor sostenido del viaje.
Los experimentos realizados en Derby Works, en North Midland, mostraron temperaturas de hasta 412 °C (773 °F ), determinadas colocando una pequeña taza de zinc dentro de la caja de humos debajo de la chimenea. Stephenson alargó la caldera, y por lo tanto los tubos de humos, de los habituales nueve pies a trece o catorce pies. Al colocar estaño en la caja de humos, descubrió que empezaba a derretirse, lo que indicaba una temperatura de 228 °C (442 °F).
Después de probar el diseño en la línea North Midland entre Derby y Leeds , Stephenson obtuvo una patente en 1842 para lo que denominó una máquina de "caldera larga". Para proteger su patente, se dio cuenta de que no debía especificar una longitud exacta. Mientras tanto, la opinión predominante era que el centro de gravedad debía estar lo más bajo posible, lo que limitaba el tamaño de las ruedas motrices y, por cierto, impedía el uso de cilindros interiores.
Las locomotoras iniciales tenían una disposición de ruedas 2-2-2 para adaptarse a la longitud adicional. Sin embargo, con los cilindros exteriores, las locomotoras eran extremadamente inestables y se balanceaban de un lado a otro. Esto llevó a Stephenson a colocar las ruedas traseras hacia adelante en la formación 4-2-0 , con los cilindros entre las ruedas delanteras. Una de esas locomotoras fue la "Gran A", que participó en las Pruebas de Ancho de Banda . Sin embargo, esta dejó la caja de fuego detrás de las ruedas y, por lo tanto, estaba limitada en tamaño y peso. Además, el chasis rígido y largo dificultaba la negociación de las curvas y dañaba la vía.
La locomotora clásica de caldera larga era potente pero lenta. Normalmente, con una disposición 0-6-0, era ideal para trenes de mercancías. Un ejemplo que sobrevive es la clase NER 1001 y otro es la clase A nº 5 de Consett A.
El punto de vista opuesto fue adoptado por John Gray , quien diseñó una serie de motores para el ferrocarril de Londres y Brighton . Sus motores sirvieron de inspiración a David Joy en su diseño de la locomotora Jenny Lind , que compensaba el tamaño de su caldera con una mayor eficiencia y una presión de unos 120 psi (830 kPa).
A diferencia de Gray y Joy, el diseño de caldera larga fue llevado al extremo por Thomas Russell Crampton con su locomotora Crampton , que utilizaba una rueda motriz mucho más grande colocada detrás de la caja de fuego para lograr alta velocidad y peso adhesivo .
