Печь Франклина: конструкция, принцип действия

Franklin_stove

Печь камин Франклина.

Печь Франклина («циркуляционная печь» или «Пенсильванский камин») – металлическая экономичная печь, изобретенная Бенджамином Франклином и используемая в основном для отопления помещений в XVIII-XX веках.

История

Бенджамин Франклин.

Бенджамин Франклин.

Печь была создана в 1742 году великим американским изобретателем, политиком и писателем Бенджамином Франклином. К созданию новой печи его подтолкнуло несовершенство распространенных в то время в североамериканских колониях Британский империи отопительных печей, которые обладали низкой эффективностью. Дело в том, что в колониях были английские печи, разработанные для метрополии, где климат существенно отличается от климата Северной Америки. У этих печей дымоходная труба проходила по внешней стене дома, что создавало высокие теплопотери, однако для Англии это было не критично.

Преимущества и недостатки конструкции

Печь камин Франклина изготавливалась из чугуна, который как известно, обладает высокой теплоотдачей. Печь могла устанавливаться в центральной части дома, таким образом, что все чугунные стенки выполняли роль радиаторов, отдающих тепло во все стороны. Помимо этого, дымоходная труба также была источником тепла, т.к. проходила внутри дома.

Использование чугуна и перенос дымохода внутрь дома позволило существенно уменьшить расход топлива. Теплоотдача новой конструкции была выше, чем у применяемых в то время английских печах. Теперь для нагрева помещения до необходимой температуры требовалось гораздо меньше топлива.

Примечание! В сравнении с английскими печами, камин Франклина давал в 2 раза больше тепла, потребляя при этом всего лишь треть древесины.

Несмотря на то, что основным предназначением печи Франклина было отопление помещений, в то же время ее также использовали для приготовления пищи.

Холодный воздух поступает к перегородке по каналу под полом. Дымоходные газы выходят через U-образный канал.

Холодный воздух поступает к перегородке по каналу под полом. Дымоходные газы выходят через U-образный канал.

Еще одним преимуществом печи Франклина было то, что воздух для горения поступал не из помещения, а снаружи. Для этого, под полом был проложен специальный канал, так называемый «холодный дымоход», по которому с улицы в топку поступал свежий воздух. Таким образом, уже нагретый воздух не «потреблялся» огнем, а оставался в помещении.

В задней части печи располагалась полая металлическая перегородка, благодаря которой в помещение передавалось больше тепла. Свежий, холодный воздух с улицы поступал из подпольного канала в перегородку, где нагревался и поступал в помещение через 2 боковых отверстия в перегородке. В перегородке находились 5 тонких призм прямоугольной формы, которые заставляли воздух с улицы двигаться змейкой, «поглощая» как можно больше тепла. Таким образом, перегородка была своего рода теплообменником, в котором происходил теплообмен между свежим, уличным воздухом и дымоходными газами.

Примечание! Помимо этого, назначением перегородки являлось увеличение протяженности дымоходного канала. Чем длиннее канал, по которому дымоходные газы двигаются, тем больше тепла они смогут отдать помещению. В британских печах был прямой дымоход, проходя по которому горячие дымоходные газы просто выходили наружу, отапливая улицу. В то же время, применение такой перегородки позволило уменьшить количество дыма по сравнению с традиционными британскими печами с открытым огнем. За перегородкой располагался U-образный дымоходный канал, который был началом самого дымохода. Перегородка направляла поток дыма в необходимом направлении.

Оригинальная конструкция печи Франклина.

Оригинальная конструкция печи Франклина.

U-образный дымоходный канал и перегородка образовывали «перевернутый сифон», который являлся одной из отличительных черт камина Франклина. Одной из проблем «перевернутого сифона» в первой версии печи Франклина, было то, что воздух, поступающий с улицы по проложенному под полом каналу, был слишком холодным, что могло создавать проблемы с тягой в дымоходе, поэтому обязательным условием нормальной работы печи было постоянное горение огня, чтобы дым мог поступать через «сифон» в дымоход.

Примечание! Первая версия печи, созданная Франклином в 1742 году была в дальнейшем (спустя 40 лет) усовершенствована его коллегой Дэвидом Риттенхаусом (David Rittenhouse), после чего доработанная версия стала быстро распространяться среди жителей континента. В конструкцию были добавлены угловые панели, которые дополнительно излучали тепло, а также L-образная выхлопная трубу для дыма. Он назвал свою конструкцию печь Риттенхауса («Rittenhouse stove»), однако благодаря славе Франклина, печь по-прежнему называли именем Франклина, а не Риттенхауса.

Бенджамин Франклин не был первым, кто предложил использовать в печах перегородки, которые удлиняют путь движения дыма. Еще в 1618 году немецкий ученый и изобретатель Франц Кесслер (Franz Kessler) из Франкфурта-на-Майне создал камин, в котором дым, прежде чем попасть в дымоходную трубу, проходил через 5 камер, расположенных друг над другом. Кесслер предлагал устанавливать перегородку сразу за очагом, а также впервые применил «перевернутый сифон».

Еще в 1618 году Франц Кесслер предлагал использовать перегородки и «перевернутый сифон».

Еще в 1618 году Франц Кесслер предлагал использовать перегородки и «перевернутый сифон».

Пятикамерная печь Франца Кесслера (1618 год).

Пятикамерная печь Франца Кесслера (1618 год).

В 1624 году французский врач Louis Savot установил в Лувре камин, дымоход которого проходил за, над и под очагом.

Эффективность печи Франклина была очевидна, но как с любым другим нововведением, о печи необходимо было рассказать населению колоний. Для популяризации и последующей продажи своей печи, Франклин использует все свое влияние, в том числе в 1744 году пишет большую статью, в которой подробно рассказывает о преимуществах, используемых материалах, конструкции и принципе действия новой печи. Примерно в это же время заместитель губернатора Пенсильвании Джордж Томас (George Thomas) предлагает Франклину запатентовать конструкцию, однако, также как и все свои другие изобретения, Франклин не патентует печь. В результате этого, многие другие изобретатели смогли воспользоваться конструкцией Франклина, усовершенствовав ее.

Высота печи Франклина была примерно 76 см. В верхней части находилась декоративная панель. Панели скреплялись друг с другом при помощи железных болтов через крепежные «уши».

Видео

 

Оставить свой комментарий

Поиск по сайту
© 2017    Копирование материалов возможно только при указании индексируемой ссылки на источник      //    Карта сайта    //    Контакты    //    Вверх