Da La Scienza per Tutti, Anno VI, N. 3, Marzo 1886.

” ■ Dopo aver esperimentato con risultati soddisfacenti il suo condensatore applicato alla trazione meccanica dei veicoli sulle ferrovie, l’inventore Honingmann deciso a sfidare qualsiasi difficoltà, ha testé costruito una locomotiva che vuol applicare sulle rampe d’accesso della galleria del San Gottardo.

■ L’apparecchio comprende una macchina a vapore senza focolare, la cui caldaja è riscaldata da una soluzione di soda. Il principio di questo sistema di riscaldamento consiste nel dirigere il vapore che ha già operato, in una capacità chiusa, piena di una soluzione salina, formante in qualche maniera una caldaja esterna, nella quale è immersa la caldaja a vapore propriamente detta.
■ Le soluzioni saline, ed in generale i liquidi che non bollono se non ad un’alta temperatura, godono la proprietà singolare che facendo loro assorbire del vapore d’acqua, si scaldano e raggiungono una temperatura superiore a quella stessa del vapore. Questo fenomeno già osservato da Clemente Desormes, lo fu in seguito, nel 1822, anche da Faraday, il quale richiamò l’attenzione degli scienziati sul fatto, che si produceva sempre una elevazione di temperatura sulla bolla di un termometro immerso in una corrente di vapore acqueo quando vi si spandeva per entro un po’ di sale. Si era già pensato ad usufruire questa proprietà nella pratica, e sì potrebbero citare in questa occasione gli esperimenti tentati in Inghilterra da Loftus Perkins nel 1864 e da Spence nel 1874, se quegli esperimenti non fossero rimasti fino ad oggi senza applicazione industriale. Il sale impiegato da Honingmann è la soda del commercio, contenente dal 10 al 20 per cento di acqua. La caldaja a vapore è di forma qualunque, ma del tipo tubulare, e ciò allo scopo di moltiplicare i punti di contatto colla soluzione di soda che in questo caso è la vera sorgente di calore.
■ È facile rendersi conto dell’azione che si opera in queste condizioni: l’acqua surriscaldata viene introdotta nella macchina al momento della partenza, per esempio, ad una temperatura di 200° che corrisponde ad una pressione di 15 atmosfere, e la soluzione di soda fortemente concentrata e contenente al più il 20 per cento d’acqua, non bolle che a 220°. Il vapore che si svolge dalla caldaja è ricacciato nella soluzione di soda dopo la sua espansione nei cilindri della macchina e dopo che ha effettuato il suo lavoro utile; esso è completamente assorbito nel bagno formato da quella soluzione che attraversa in tutta la sua altezza. La soluzione raggiunge così gradatamente una temperatura superiore a 200°: scalda l’acqua della caldaja e contribuisce in seguito alla produzione di una nuova quantità di vapore, la temperatura dell’acqua rimanendo costante. Lo stesso fenomeno si riproduce sino a che, per effetto dell’arrivo continuo di vapore di scarico, la soluzione non sia giunta ad un grado di diluizione determinante l’ebollizione a 200°.
■ L’assorbimento del vapore cessa da quell’istante in poi, e se il serbatojo fosse aperto all’aria libera, il vapore si disperderebbe nell’atmosfera, senza più oltre contribuire al riscaldamento. Honingmann aveva da prima adottata questa disposizione, ma attualmente il serbatojo è completamente chiuso, malgrado la contropressione che ne risulta nei cilindri, ed il vapore vi si accumula producendo una certa pressione che ha per effetto di elevare il punto d’ebollizione della soluzione e determinare per conseguenza un nuovo assorbimento di calore che si interrompe nel momento in cui questo punto è condotto alla temperatura del vapore. Siccome d’altra parte, il lavoro stesso della macchina determina una riduzione continua della pressione e quindi della temperatura del vapore, esso ricade bentosto al disotto del punto d’ebollizione, ed assicura di nuovo l’assorbimento. Si riproduce una nuova fermata nel momento che l’eguaglianza è raggiunta, ma il fenomeno d’ assorbimento ricomincia un po’ più tardi, appena che la temperatura del vapore si sia abbassata, e la macchina procede così per periodi d’assorbimento, alternativamente ripresi o sospesi, fino a che il grado di diluizione impedisce ogni nuovo assorbimento. In allora, la soluzione di soda ha perduto ogni azione, e deve essere surrogata da una soluzione fresca o rivivificata per servire di nuovo. Questa operazione si pratica facilmente con una semplice evaporazione nelle caldaje fisse installate nel deposito delle macchine.
■ Honingmann ha eseguito su questo tipo di macchine numerosi esperimenti per determinare le dimensioni che convengono in pratica. Descriveremo uno degli ultimi tipi da lui costruiti, rappresentato dalle figure 1 e 2.
■ La locomotiva, figura 1, presenta una disposizione analoga a quella delle due macchine che fanno il servizio della tramvia da Aquisgrana a Burtscheid, solo che quelle sono di dimensioni più piccole.
La caldaja è verticale, ha un diametro di m. 1.20 ed è divisa in due compartimenti destinati, l’uno per la soluzione salina, l’altro per la produzione del vapore. L’acqua rinchiusa nella camera superiore è scaldata per mezzo di 120 tubi d’ottone, tipo Field, di 41 millimetri di diametro, che pescano nella soluzione salina. La superficie di riscaldamento che all’atto della partenza è di soli 5 metri quadrati, va continuamente aumentando a misura che l’assorbimento del vapore di scarico inalza il livello della soluzione. Ciascuna delle due caldaje è munita di un manometro speciale, e l’insieme è rivestito di sostanza non conduttrice per prevenire qualunque perdita di calore. Il vapore si porta nei cilindri pel tubo D, e ritorna alla soluzione salina seguendo il tubo E che sbocca nel fondo della caldaja da una estremità di forma annulare crivellata da un gran numero di piccoli orifici per assicurare una buona miscela.
■ La pressione di marcia è da 4 a 5 atmosfere, e si previene ogni elevazione anormale alimentando in viaggio con un injettore, come nelle locomotive ordinarie. L’acqua di alimentazione è rinchiusa, come si vede, in una cassa d’acqua disposta al disotto della caldaja fra gli assi motori. La macchina ha due cilindri di 0m,18 di diametro e 0m,22 di corsa, lo stantuffo anima la ruota motrice, di 0m,70 di diametro, per mezzo di due ingranaggi.
■ La provvista di soda caricata in partenza è di 300 chilogrammi in una soluzione di 80 per 100. Con questo carico la macchina fa un servizio regolare di quattro ore e mezza, rimorchiando il carrozzone della tramvia su una linea di un chilometro di lunghezza, sulla quale incontransi rampe di 83 millimetri e curve di 20 metri di raggio. Essa percorre circa 27 chilometri e vaporizza da 600 a 650 litri d’acqua, il che rappresenta una vaporizzazione di 19 litri per metro quadrato e per ora, valutando la superficie media di riscaldamento a 7 metri quadrati e mezzo. Alla fine del servizio, la pressione nella caldaja del vapore è ancora di 4 atmosfere e di 1/3 di atmosfera nella caldaja della soda.
■ La vaporizzazione delle locomotive ordinarie arriva in media a 40 chilogrammi per metro quadrato e per ora nelle macchine per viaggiatori, ma in quelle da merci, nelle quali il tiraggio del fumajuolo è minore, per lungo tempo si ritennero bastanti circa 20 chilogrammi, mentre ora si è riconosciuto che potevansi ottenere senza difficoltà delle cifre paragonabili a quelle delle macchine celeri. È necessario notare, secondo l’ osservazione presentata alla riunione degli ingegneri tedeschi da Lentz, direttore dello stabilimento Hohenzollern presso Düsseldorf, che è impossibile d’ottenere con una macchina Honingmann una vaporizzazione attiva come colle locomotive scaldate a carbon fossile, poiché su queste la temperatura dei gas di combustione raggiunge facilmente i 1200° e 1500°, e nella macchina Honingmann, la temperatura della soluzione di soda che forma la sorgente di calore non oltrepassa in principio i 200° e 220° ed al ritorno oltrepassa appena di 2° o 3° la temperatura della caldaja a vapore. Questa osservazione mostra che è sempre difficile ottenere con queste macchine la stessa potenza di vaporizzazione che si ha colle locomotive ordinarie; tuttavia Honingmann ha tentato di applicare macchine del suo tipo al rimorchiamento dei treni delle strade ferrate e l’esperimento sembra dare risultati favorevoli.
■ I primi esperimenti furono fatti con una vecchia locomotiva di cui la caldaja fu trasformata, e fece per dieci giorni il servizio regolare dei viaggiatori sulla sezione di Winselen e Stolberg della linea Aquisgrana Juliers, ed essa servì inoltre ad esperimenti importanti sulla progressione della temperatura nelle due caldaje. I diagrammi ottenuti nelle salite hanno mostrato che la temperatura della soda è andata crescendo come quella del vapore in ragione del grande consumo di vapore; nella discesa, la temperatura della soda è rimasta stazionaria.
■ La temperatura della soda ha variato da 178° alla partenza a 159° alla fine degli esperimenti; essa non ha mai oltrepassato di più di’ 18° la temperatura del vapore che, partito a 158° si è abbassato fino a 148° alla fine dell’ultimo viaggio per rimontare a 152° all’arrivo.

■ Honingmann fece infine costrurre due macchine, una delle quali vedesi nella figura 2, di otto ruote accoppiate di 1m,20 di diametro, del peso di 45 tonnellate; esse sono destinate al servizio della sezione d’Erstfeld-Göschenen sulla linea del San Gottardo, le cui rampe raggiungono i 25 millimetri.
■ Attualmente una di esse è in azione sulla linea Aquisgrana Juliers e rimorchia un treno di 3 a 10 vetture su una tratta di 54 chilometri lungo la quale si incontrano rampe di 12 a 15 millimetri per una differenza di livello di 200 metri. Il consumo chilometrico del vapore varia da 0,ch.83 a 1,ch.1, secondo il carico rimorchiato.
■ La macchina fa giornalmente il viaggio di andata e ritorno, il che rappresenta una percorrenza di 108 chilometri, quindi ritorna al deposito ove trovansi installate le caldaje per la concentrazione della soluzione non più atta a servire perché troppo diluita. La manovra per estrarla dalla caldaja e surrogarla con una soluzione rivificata viene eseguita in un tempo brevissimo che non oltrepassa i 20 minuti.
Per la macchina di tramvia il cui servizio è continuo, si alimenta la caldaja a vapore nel tempo in cui si estrae la soda, il che fa diminuire la pressione di una atmosfera e mezza, ma l’introduzione della soluzione concentrata basta per elevare la pressione che sale a 5 atmosfere.
Stando alle cifre date da Honingmann il consumo del carbone nelle caldaje fisse sarebbe relativamente debole; esso corrisponderebbe alla spesa di 1 chilogrammo per una produzione di 7 chilogrammi di vapore.
■ Gli esperimenti fatti sulla linea Aquisgrana Juliers mostrarono che si combatteva efficacemente la corrosione delle lastre di ferro delle caldaje a soda, aggiungendo nella soluzione concentrata una certa quantità di ossido di ferro. Questo ossido depositandosi, forma sulle pareti un deposito aderente d’ossido magnetico che è insolubile fino a che la temperatura si mantiene inferiore al 155°. Oltre a questo limite, al ferro si deve sostituire il rame per evitare ogni corrosione.
■ Gli esperimenti di cui la macchina Honingmann è stata l’oggetto sono ancora troppo recenti perché sia possibile emettere un apprezzamento definitivo, malgrado i primi risultati favorevoli già ottenuti; ma non si può negare che abbiamo dinanzi una applicazione interessante di un principio quasi nuovo, e che potrà rendere in avvenire dei veri servizi per l’esercizio delle linee delle tramvie, sopratutto nell’interno delle città ed anche in qualche speciale sezione delle strade ferrate.”