Печь Франклина

редактировать
Тип камина Печь Франклина

Печь Франклина металлическая камин назван в честь Бенджамина Франклина, который изобрел его в 1741 году. В его задней части имелась полая перегородка (для передачи большего количества тепла от огня воздуху комнаты) и полагался на «перевернутый сифон», чтобы втягивать горячие пары огня вокруг перегородки. Он должен был производить больше тепла и меньше дыма, чем обычный открытый камин, но он мало продавался, пока не был улучшен Дэвидом Риттенхаусом. Он также известен как «циркуляционная печь» или «пенсильванский камин».

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Перегородки в каминах
    • 1.2 Перевернутые сифоны в каминах
    • 1.3 Исследования и разработки Франклина
  • 2 Дизайн печи
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Дополнительная литература
  • 6 Внешние ссылки

История

Двумя отличительными чертами печи Франклина были полые перегородки (металлическая панель, которая направляла поток дыма от огня.) и дымоход, который действовал как перевернутый сифон.

Печь Франклина. Прохладный воздух поступает в перегородку через канал под полом. Дым выходит через U-образный канал в полу.

Перегородки в каминах

Перегородки использовались для удлинения пути, по которому воздух из комнаты или дым от огня должен проходить через воздуховоды, тем самым позволяя больше тепла переноситься в воздух помещения или от дыма огня. В частности, можно было установить каналы внутри кирпичной кладки вокруг очага; Затем холодный воздух помещения поступает в нижний конец воздуховода, нагревается горячими стенками воздуховода, поднимается и, наконец, выходит из верхнего конца воздуховода и возвращается в комнату. Чем длиннее путь, по которому проходил воздух, тем больше тепла передавалось от огня воздуху. Точно так же, чем длиннее канал, по которому дым от огня должен проходить, прежде чем достигнет дымохода, тем больше тепла будет передаваться от дыма воздуху комнаты.

Использование перегородок для извлечения большего количества тепла от огня и его дыма не было новым. В 1618 году Франц Кесслер (ок. 1580–1650) из Франкфурта-на-Майне, Германия, опубликовал «Holzsparkunst» («Искусство беречь дерево»), в котором была изображена печь, в которой испарения от огня заставляли змеиться. через пять камер, расположенных одна над другой, перед входом в дымоход. Кесслер также задокументировал закрытую нагревательную плиту, которая, как и печь Франклина, имела перегородку непосредственно за огнем, тем самым удлиняя путь, по которому дым от огня не достиг дымохода.

В 1624 году французский врач, Луи Саво (1579–1640) описал камин, который он построил в Лувре. Воздуховоды проходили под, позади и над огнем в очаге. Холодный воздух в комнате поступал в нижнее отверстие воздуховода, нагревался, поднимался и возвращался в комнату через верхнее отверстие воздуховода. В 1713 году француз Николя Гоге (ок. 1680–1730) опубликовал книгу «Механика огня» («Механика огня»), в которой представил новые конструкции каминов. Гогер окружил очаг пустотелыми пространствами. Внутри этих пространств были перегородки. Холодный комнатный воздух поступал в помещения через нижние отверстия, согревался, когда он петлял вокруг перегородок в помещениях, и возвращался в комнату через верхние отверстия.

В печи Франклина внутри и рядом с ней располагалась полая перегородка. задняя часть печки. Перегородка представляла собой широкую, но тонкую чугунную коробку, которая была открыта воздуху комнаты внизу и через два отверстия по бокам, ближе к вершине. Воздух поступал на дно ящика и нагревался как огнем, так и дымом, проходящим через переднюю и заднюю часть ящика. Затем нагретый воздух поднимался внутрь перегородки и выходил через отверстия в ее сторонах. Таким образом, перегородка Франклина выполняла по крайней мере две функции: подобно нагревательной плите Кесслера, она удлиняла путь, по которому дым от огня должен был пройти, прежде чем достигнуть дымохода, позволяя отводить больше тепла из дыма; и, как и камин Гогера, он помещал рядом с огнем канал, который нагревал воздух в комнате за счет конвекции.

Перевернутые сифоны в каминах

Некоторые ранние экспериментаторы полагали, что если огонь в камине будет соединен с дымоходом с помощью U-образного канала, горячие газы, поднимающиеся по дымоходу, будут поглощать огонь в камине. дым и дым сначала направляются вниз через одну опору U, а затем вверх через другую опору и дымоход. Это было то, что Франклин называл «воздушным сифоном» или «обратным сифоном». Этот перевернутый сифон использовался для отвода горячих паров огня вверх и вниз по полой перегородке печи Франклина, чтобы извлечь как можно больше тепла из дыма.

Самым ранним известным примером такого перевернутого сифона был камин Франца Кесслера 1618 года. Огонь горел в керамическом ящике. Внутри ящика и за огнем была перегородка. Перегородка заставляла дым от огня спускаться за перегородку перед выходом в дымоход. Намерение состояло в том, чтобы извлечь как можно больше тепла из дыма, увеличив путь, по которому дым должен был пройти, прежде чем достигнет дымохода.

Камин 1678 года принца Руперта (1619–1682) также имел перевернутый сифон. Руперт поместил подвесную железную дверь между колосниковой решеткой и дымоходом. Чтобы выйти через дымоход, дым и дым от огня сначала должны были спуститься ниже края двери, прежде чем подняться через дымоход.

Еще одним ранним примером перевернутого сифона была печь, которая была выставлена ​​в 1686 году. на ежегодной выставке Foire Saint-Germain, Париж. Ее изобретатель Андре Далесме (1643–1727) назвал ее бездымной печью (Furnus acapnos). Печь представляла собой железную чашу, в которой сжигалось топливо. От дна чаши шла труба, а затем вверх в дымоход. Вскоре после разжигания огня в чаше горячий воздух начнет подниматься по трубе, а затем подниматься в дымоход; Это создавало нисходящий поток через чашу, который втягивал огонь и его пары в чашу. Как только проект был инициирован, он был самоподдерживающимся, пока горел огонь. Печь Далесме могла сжигать дрова, благовония и даже «уголь, пропитанный кошачьей мочой», но при этом выделяла очень мало дыма и запаха. Эти результаты показали, что огонь можно использовать внутри комнаты, не заполнив дом дымом.

В печи Франклина прямо за огнем была перегородка, которая заставляла дым от огня течь вниз, прежде чем они достигли дымохода. Для этого потребовался U-образный канал в полу за печью, чтобы дым мог стекать из печи в дымоход. Таким образом, плита Франклина включала перевернутый сифон.

Исследования и разработки Франклина

Книга Гогера о его новаторских конструкциях каминов была переведена на английский язык - «Импровизированные пожары: новый метод строительства дымоходов для предотвращения их дыма» (1715) - французским иммигрантом в Англию Жаном Теофилем Дезагюлье (1683–1744). В приписке к книге Дезагюлье «Курс экспериментальной философии» (1744 г.) Дезагюлье снова кратко описал камины Гоге и упомянул свою собственную работу по этому вопросу. Франклин прочитал обе книги Дезагулье и разработал свой собственный дизайн печи, которая могла обеспечивать больше тепла с меньшим количеством дыма.

В 1742 году Франклин завершил свой первый проект, в котором были реализованы новые научные представления о тепле, разработанные голландским врачом Германом Бурхаве (1668–1738), сторонником идей Исаака Ньютона. Два года спустя Франклин написал брошюру с описанием своего дизайна и того, как он работает, чтобы продавать свой продукт. Примерно в это же время заместитель губернатора Пенсильвании Джордж Томас сделал Франклину предложение запатентовать его дизайн, но Франклин так и не запатентовал ни один из своих проектов и изобретений. Он считал, что «поскольку мы получаем огромные преимущества от изобретений других, мы должны радоваться возможности служить другим любым нашим изобретением, и мы должны делать это свободно и щедро». В результате многие другие смогли использовать дизайн Франклина и улучшить его. Хотя его печь предназначалась для двойной цели приготовления пищи и обогрева комнаты, по мере того, как время шло и появлялись новые конструкции печей, основным назначением печи Франклина стало обогревание комнаты. Многие другие улучшили конструкцию печи Франклина, но по сей день большинство американских каминов имеют коробчатую форму, похожую на печь Франклина. Исключение составляет камин Rumford, разработанный Бенджамином Томпсоном.

Конструкция печи

Печь была около 30 дюймов (76 см) в высоту и имела форму коробки. Передняя часть была открытой, за исключением декоративной панели в верхней части коробки. Задняя часть ящика должна была располагаться на расстоянии нескольких дюймов от дымохода. На нижней панели было несколько отверстий для выхода дыма; они были связаны с дымоходом. Панели были скреплены железными винтами через сборные ушки. Внутри была небольшая тонкая прямоугольная призма, которая выталкивала дым в отверстия. Все тарелки были сделаны из железа.

Печь Франклина продавалась плохо. Проблема заключалась в перевернутом сифоне: дым должен был пройти через холодный дымоход (который был установлен в полу), прежде чем дым мог попасть в дымоход; следовательно, дым слишком остыл, и у печи не было хорошей тяги. Перевёрнутый сифон будет работать должным образом только в том случае, если огонь горел постоянно, так что температура в дымоходе была достаточно высокой, чтобы создать сквозняк.

Более поздняя версия, разработанная Дэвидом Риттенхаусом, решила многие проблемы оригинальной печи Франклина и стала популярной. Однако слава Франклина перевешивала славу Риттенхауса, поэтому история помнит печь Франклина, а не печь Риттенхаус. Меньшая по размеру печь Latrobe, часто называемая нагревателем Baltimore Heater, была запатентована в 1846 году и стала популярной.

См. Также

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-21 03:17:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте