La cúpula de vapor es un recipiente acoplado a la parte superior de la caldera de una máquina de vapor . Contiene la abertura hacia la tubería de vapor principal y su propósito es permitir que esta abertura se mantenga muy por encima del nivel del agua en la caldera. Esta disposición actúa como un simple separador de vapor y minimiza el riesgo de que el agua pase a los cilindros donde podría causar un bloqueo hidráulico , también conocido como cebado .
No se debe confundir un domo de vapor con un domo de arena .
La primera locomotora con una cúpula añadida deliberadamente al cilindro de la caldera fue la 'Phoenix' de Stephenson, una 0-2-2 para el ferrocarril de Liverpool y Manchester en 1830. Muchas otras locomotoras construidas a partir de finales de la década de 1830 utilizaron en su lugar la caldera 'haycock' , donde La carcasa exterior de la cámara de combustión se elevó muy por encima de la parte principal de la caldera, formando una cúpula de vapor, o el desarrollo de Gooch de esto donde la envoltura semicilíndrica de la cámara de combustión se elevó por encima del barril de la caldera.
La ebullición más intensa en la caldera de una locomotora se produce alrededor de la parte más caliente, el hogar . Esto fue un inconveniente para la disposición del pajar y llevó a la adopción generalizada de la cúpula separada. La cúpula se coloca delante de la cámara de combustión, en una zona de ebullición menos vigorosa y, por tanto, de menos gotas de agua en suspensión.
A partir de la década de 1840, [1] los barriles de caldera se construyeron a partir de aros de hierro laminado o, más tarde, de chapa de acero. Como las calderas eran más largas que el ancho de la chapa de hierro disponible, se necesitaban dos o tres aros. Para mayor resistencia, la cúpula siempre se colocó en el centro de un aro, en lugar de abarcar una articulación. Las primeras calderas usaban placas estrechas y, por lo tanto, tenían una cúpula ubicada en el centro del aro central. Las calderas posteriores podrían utilizar las placas más anchas disponibles en ese momento y utilizaron dos aros, para reducir el número de uniones remachadas. Por tanto, estas cúpulas se colocaron a un cuarto de la longitud del cañón (desde la parte delantera de la envoltura del hogar).
Algunos diseñadores de locomotoras en Gran Bretaña continuaron usando calderas sin cúpula incluso después de que el uso de cúpulas de vapor se convirtiera en algo común. La cámara de combustión Belpaire de tapa cuadrada permite recoger cómodamente el vapor en sus esquinas superiores y, por lo tanto, las locomotoras con cámaras de combustión Belpaire a menudo prescinden de una cúpula, por ejemplo, las locomotoras rápidas como las GWR Castle Class (la gran caldera de latón de una Castle es el distintivo Tapa de válvula de seguridad GWR, no cúpula). En última instancia, el restrictivo gálibo de carga británico fue un factor importante que determinó el tamaño de la cúpula, ya que las locomotoras rápidas de gran tamaño, como la LNER Clase A1 , solo tenían espacio para una cúpula muy poco profunda.
Los motores de tracción en Gran Bretaña rara vez estaban equipados con una cúpula de vapor. Como su bloque de cilindros estaba montado directamente en la parte superior del cilindro de la caldera, la pieza fundida para ello se fundió con una gran camisa de vapor alrededor de los cilindros. Esta chaqueta era lo suficientemente grande y alta como para actuar como una cúpula de vapor. La base de la fundición del cilindro era una silla curva para encajar directamente en la caldera. Los agujeros perforados en la caldera permitían el paso del vapor, normalmente más de un agujero más pequeño, para evitar reducir la resistencia de la caldera.
Los pasos de la camisa de vapor eran lo suficientemente grandes como para que la válvula de seguridad también pudiera montarse en el bloque de cilindros. El regulador también podría incorporarse convenientemente en la pieza fundida, inmediatamente entre el paso de la cúpula y la caja de la válvula, sin requerir tuberías de vapor largas.
Los motores de tracción estadounidenses solían estar equipados con cúpulas, al igual que los motores Howard de fabricación británica .
La mayoría de los diseños de calderas estacionarias generalmente no requerían una cúpula de vapor, ya que fueron construidas lo suficientemente grandes como para permitir un espacio de vapor adecuado dentro de su tambor principal. Los diseños de tubos de agua tenían un tambor de vapor adecuado montado muy por encima de su superficie de evaporación y éste realizaba una función similar.
Algunos diseños conservaban una cúpula de vapor: la práctica alemana y francesa a menudo las instalaba en calderas marinas escocesas y otras calderas navales como la Normand , donde la práctica británica prescindía de ella. Mientras que las calderas de Cornualles estaban inusualmente equipadas con una cúpula, en Cornualles esto se conocía como 'Dolly Varden', por los sombreros de copa que formaban parte del traje tradicional de las mujeres locales.
El reactor de agua en ebullición utiliza una cúpula de vapor en su escape.
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