LOCOMOTIVA A VAPORE
CON STAZIONE PASSEGGERI
(Epoca ‘900 . Modello 625 Ferrovie dello Stato)

La locomotiva a vapore è il primo mezzo meccanico per il trasporto,a mezzo rotaia, di persone animali e materiali.

L’energia che muove la locomotiva è il vapore d’acqua , prodotto da una caldaia che brucia legna o carbone.

Il suo funzionamento è il seguente: il vapore a pressione costante produce lavoro spingendo uno stantuffo contenuto in un cilindro. Un apparecchio di distribuzione chiamato “cassetto” pone alternativamente in comunicazione il cilindro con la caldaia, o con lo scarico.

Il movimento alternativo dello stantuffo sotto la spinta del vapore, viene trasformato nel moto rotatorio per mezzo del dispositivo biella–manovella.

Le bielle sono sfasate di un angolo sufficiente a superare i punti morti.

In fase di avviamento o quando deve superare forti pendenze, la locomotiva lavora a piena pressione, ossia sfrutta tutta la pressione del vapore e poi,a fine corsa dello stantuffo, si apre lo scarico del cilindro, disperdendo all’esterno l’energia che ancora possedeva. Per attenuare questa perdita le locomotive normalmente funzionano ad espansione, cioè immettendo nel cilindro il vapore solo per un tratto della sua corsa (1/10 – 1/5 ecc.) e poi interrompendo il passaggio tra caldaia e cilindro; il vapore compresso però continua a spingere lo stantuffo espandendosi gradatamente.

Dati tecnici
Il funzionamento del modello esposto è simulato per mezzo di un motore elettrico a 12 Vcc. autoventilato in quanto il vapore non è compatibile con la struttura in legno dello stesso.

I biellismi delle ruote ed i movimenti dei personaggi sono azionati da eccentrici, ingranaggi e trasmissioni varie miniaturizzate.
Il fumaiolo espelle un fumo prodotto dalla combustione di materiale vegetale bruciato in apposita caldaia.
La stazione rispecchia la struttura architettonica dell’epoca.
Il legno utilizzato è Tulepiè canadese.
I rumori, fischi e stantuffi, sono stati registrati dal vero.

La scala è di 1:14

Il modello è stato realizzato artigianalmente con 2900 ore di lavoro
Anno di costruzione 2001

 

Diagramma teorico del funzionamento del motore a vapore a stantuffo

1° Tratto D-A: l'acqua viene riscaldata a volume costante fino alla temperatura di ebollizione che corrisponde alla pressione di esercizio

2° Tratto A-B: l'acqua viene vaporizzata alla suddetta pressione costante e, nel cambiamento di stato, da liquido a gas, il vapore aumenta notevolmente di volume (da V1 a V2) spingendo lo stantuffo per un certo tratto della sua corsa

3° Tratto B-C: alla pressione P2 lo stesso vapore continua a spingere lo stantuffo espandendosi fino al raggiungimento della pressione P1

4° Tratto C-D: nel punto C lo stantuffo inverte il movimento, il vapore raffreddato e mantenuto alla presisone costante P1, si condensa ritornando un liquido.

N.B. il riscaldamento e la vaporizzazione avvengono in caldaia, la condensazione in apposito apparecchio di condensazione.