Но чтобы вернуться к предмету, находящемуся более непосредственно на рассмотрении. Поскольку мы видели, что необходимо для производства или генерации лучистого тепла, остается определить, как наибольшая пропорция того, что генерировано и послано от огня во всех направлениях, может быть сделана войти в комнату и помочь в согревании ее. Как поскольку лучи, которые брошены от горящего топлива, имеют это свойство в общем со светом, что они генерируют тепло только КОГДА и ГДЕ они остановлены или поглощены, а также в будучи способными быть отраженными БЕЗ ГЕНЕРИРОВАНИЯ на поверхностях различных тел, знание этих свойств позволит нам принять меры, с величайшей уверенностью, для производства требуемого эффекта — то есть сказать, для принесения как можно большего количества лучистого тепла в комнату.
Это должно быть сделано, во-первых, путем заставления как можно большего количества лучей, как они посланы от огня прямыми линиями, прийти ПРЯМО в комнату; что может быть осуществлено только путем принесения огня как можно дальше вперед и оставления отверстия очага таким широким и таким высоким, как может быть сделано без неудобств; и во-вторых, путем делания сторон и спинки очага такой формы и строительства их из таких материалов, чтобы заставить прямые лучи от огня, которые ударяют против них, быть посланными в комнату ПУТЕМ ОТРАЖЕНИЯ в величайшем изобилии.
Теперь будет обнаружено, при рассмотрении, что лучшая форма для вертикальных сторон очага, или ОТКОСОВ (как они называются), — это форма вертикальной плоскости, делающей угол с плоскостью спинки очага около 135 градусов. Согласно настоящей конструкции каминов этот угол 90 градусов, или формирует прямой угол; но поскольку в этом случае две стороны или откосы очага (AC, BD, Рис. 1.) параллельны друг другу, очевидно, что они очень плохо придуманы для бросания в комнату путем отражения лучей от огня, которые падают на них.
Чтобы иметь ясную и совершенную идею изменений, которые я предлагаю в формах очагов, читателю нужно только заметить, что, тогда как спинки очагов, как они сейчас обычно построены, такие же широкие, как отверстие очага спереди, и стороны его, конечно, перпендикулярны к нему и параллельны друг другу, — в очагах, которые я рекомендую, спинка (i k, Рис. 3) только около одной трети ширины отверстия очага спереди (a, b), и, следовательно, что две стороны или откосы очага (a i и b k), вместо того чтобы быть перпендикулярными к спинке, наклонены к ней под углом около 135 градусов; и вследствие этого положения, вместо того чтобы быть параллельными друг другу, каждая из них представляет косой фронт к отверстию камина, посредством чего лучи, которые они отражают, брошены в комнату. Простое осмотр приложенных рисунков (Рис. 1. и Рис. 3.) сделает это дело совершенно ясным и понятным.
Что касается материалов, которые будет наиболее выгодно использовать при строительстве очагов, так много света, я льщу себя, уже было брошено на предмет, который мы исследуем, и принципы, принятые, были установлены на таких ясных и очевидных фактах, что никакой большой трудности не будет сопровождать определение этого пункта. — Поскольку объект в поле зрения — принести лучистое тепло в комнату, ясно, что тот материал лучший для строительства очага, который отражает больше всего, или который ПОГЛОЩАЕТ МЕНЬШЕ ВСЕГО его; ибо то тепло, которое ПОГЛОЩЕНО, не может быть ОТРАЖЕНО. — Теперь поскольку тела, которые поглощают лучистое тепло, обязательно нагреты вследствие этого поглощения, чтобы обнаружить, какие из различных материалов, которые могут быть использованы для строительства очагов, лучше всего адаптированы для этой цели, мы должны только найти путем эксперимента, очень легкого для делания, какие тела приобретают МЕНЬШЕ ТЕПЛА, когда подвергнуты прямым лучам ясного огня; — ибо те, которые меньше нагреты, очевидно, поглощают меньше всего, и, следовательно, отражают больше всего лучистого тепла. И отсюда кажется, что железо, и, в целом, металлы всех видов, которые хорошо известны СТАНОВИТЬСЯ ОЧЕНЬ ГОРЯЧИМИ, когда подвергнуты лучам, проецируемым горящим топливом, должны быть причислены к САМЫМ ХУДШИМ материалам, которые возможно использовать при строительстве очагов.
Лучшие материалы, которые я до сих пор смог обнаружить, — это огнеупорный камень и обычные кирпичи и раствор. Оба эти материала, к счастью, очень дешевы; и что касается их сравнительных достоинств, я едва знаю, какому из них предпочтение должно быть отдано.
Когда кирпичи использованы, они должны быть покрыты тонким слоем штукатурки, который, когда он стал совершенно сухим, должен быть побелен. Огнеупорный камень должен также быть побелен, когда тот использован; и каждая часть очага, которая не подвергнута быть загрязненной и сделанной черной дымом, должна быть сохранена такой белой и чистой, как возможно. Поскольку БЕЛЫЙ отражает больше тепла, а также больше света, чем любой другой цвет, он должен всегда быть предпочтен для внутренности каминного очага, и ЧЕРНЫЙ, который не отражает ни света, ни тепла, должен быть больше всего избегаем.
Я прекрасно осознаю, насколько мнение, которое я рискнул высказать относительно непригодности железа и других металлов для использования при устройстве открытых каминов, отличается от общепринятого взгляда на этот предмет; и я даже знаю, что сама причина, которая, согласно моим представлениям, делает их совершенно непригодными для этой цели, обычно приводится в качестве довода в пользу их использования, а именно — то, что они быстро сильно нагреваются. Но позвольте спросить, какая польза извлекается из их нагревания?
Я уже показал, в чем заключается недостаток этого, а именно: количество лучистого тепла, излучаемого в комнату, уменьшается; и легко показать, что почти все тепло, поглощенное металлом, в конечном итоге уносится вверх по дымоходу воздухом, который, соприкасаясь с этим горячим металлом, нагревается и разрежается им и, устремляясь вверх, уходит вместе с дымом. А поскольку никакой поток воздуха никогда не направляется из какой-либо части отверстия камина в комнату, невозможно представить, как тепло, существующее в металле, составляющем любую часть каминного оборудования и находящемся внутри его полости, может попасть или быть принесено в комнату.
Эту трудность можно отчасти устранить, предположив, что — и это, по-видимому, в некоторой степени верно — нагретый металл испускает лучи, то есть тепло, которое он приобретает от огня, даже когда он не раскален докрасна. Но все же, поскольку нельзя допустить, чтобы тепло, поглощенное металлом и впоследствии излученное им, УВЕЛИЧИВАЛОСЬ в результате этого процесса, никакой выгоды от этого получить нельзя. А поскольку неизбежно теряется значительное количество тепла, передаваемого горячим металлом окружающему воздуху, который, как уже было показано, всегда устремляется вверх по дымоходу и улетучивается в атмосферу, потеря тепла, связанная с использованием металла, слишком очевидна, чтобы требовать дальнейших доказательств.
Однако в каминах, предназначенных для сжигания угля, есть одна существенная деталь — решетка, которую вряд ли можно изготовить из чего-либо иного, кроме железа. Но нет никакой необходимости в том огромном количестве железа, которое окружает решетки в их обычном исполнении и установке, что не только делает их очень дорогими, но и существенно вредит камину. Если необходимо уменьшить отверстие большого камина, чтобы предотвратить его дымление, гораздо проще, экономичнее и во всех отношениях лучше сделать это с помощью мрамора, огнеупорного камня или даже кирпича и раствора, чем использовать железо, которое, как уже было показано, является самым худшим материалом, который только можно применить для этой цели. Что касается заслонок, то они не только совершенно не нужны, если горловина камина устроена правильно и имеет надлежащие размеры, но в таком случае они принесли бы много вреда. Если они вообще действуют, то лишь тем, что противопоставляют свои плоские поверхности потоку поднимающегося дыма, что неизбежно затрудняет и препятствует его движению. Но мы показали, что прохождение дыма через горловину камина должно быть максимально облегчено, чтобы он мог проходить через небольшое отверстие.
Часто обнаруживалось, что камины с заслонками приносят пользу, но это происходит потому, что главный недостаток всех каминов, построенных по обычным принципам, заключается в огромных размерах горловины дымохода, и этот недостаток в некоторой степени ими исправляется. Однако я рискну утверждать, что не было еще такого камина, исправленного подобным образом, который не стал бы гораздо лучше и при бесконечно меньших затратах благодаря изменениям, рекомендуемым здесь, и которые будут более подробно объяснены в следующей главе.
ГЛАВА II.
Практические указания для рабочих, показывающие, как им следует действовать при внесении изменений, необходимых для улучшения каминов и эффективного устранения дымления.
Все камины без исключения, будь то камины для сжигания дров или угля, и даже те, которые не дымят, так же как и те, которые дымят, могут быть значительно улучшены путем внесения в них рекомендуемых здесь изменений. Ибо эти улучшения рекомендуются отнюдь НЕ ТОЛЬКО для того, чтобы предотвратить дымление каминов, но и для того, чтобы сделать их лучше во всех других отношениях как камины. И когда предложенные изменения будут выполнены надлежащим образом, что можно очень легко сделать с помощью следующих простых и понятных указаний, камины, смею сказать, всегда будут работать даже лучше, чем ожидалось. Комната будет прогреваться гораздо более равномерно и приятно при РАСХОДЕ ТОПЛИВА МЕНЬШЕМ, ЧЕМ ПОЛОВИНА того, что использовалось ранее, огонь будет более ярким и приятным, общий вид камина — более опрятным и элегантным, и камин НИКОГДА НЕ БУДЕТ ДЫМИТЬ.
Преимущества, извлекаемые из механических изобретений и приспособлений, как я знаю, часто сопровождаются недостатками, которых не всегда удается избежать. Но в данном случае я могу с уверенностью сказать, что мне не известно ни одного недостатка, который был бы присущ каминам, построенным по рекомендуемым здесь принципам. Но перейдем к изложению указаний по устройству этих каминов.
Чтобы то, что я собираюсь предложить по этому предмету, было легче понять, будет уместно начать с разъяснения точного значения всех тех технических слов и выражений, которые мне, возможно, придется или будет удобно использовать.
Под ГОРЛОВИНОЙ камина я подразумеваю нижнюю оконечность его канала, где он соединяется с верхней частью открытого камина. Эта горловина обычно находится примерно на фут выше уровня нижней части каминной полки, и иногда она сужается до меньшего размера, чем остальная часть канала дымохода, а иногда нет.
На рис. 5 показан разрез камина обычной конструкции, где d e — горловина.
На рис. 6 показан разрез того же камина в измененном и улучшенном виде, где d i — уменьшенная горловина.
ПЕРЕМЫЧКА (грудь) камина — это та его часть, которая находится непосредственно за каминной полкой. Это стена, образующая вход снизу в горловину камина спереди, или со стороны комнаты. Она находится напротив верхней оконечности задней стенки открытого камина и параллельна ей; короче говоря, ее можно назвать задней частью самой каминной полки. На рисунках 5 и 6 она обозначена буквой d. ШИРИНА горловины камина (d e на рис. 5 и d i на рис. 6) измеряется от перемычки камина до задней стенки, а ее ДЛИНА измеряется под прямым углом к ширине, или по линии, параллельной каминной полке (a на рис. 5 и 6).
Прежде чем я перейду к конкретным указаниям относительно точных форм и размеров различных частей камина, может быть полезно сделать такие общие и практические замечания по этому предмету, которые можно ясно понять без помощи чертежей. Ибо чем полнее знания о предмете, которые можно получить без чертежей, тем легче будет понять сами чертежи, когда возникнет необходимость к ним обратиться.
Поскольку выдвижение огня вперед в комнату, или, вернее, приближение его к передней части отверстия камина, и уменьшение горловины дымохода являются двумя основными целями, преследуемыми при рекомендуемых здесь изменениях в каминах, очевидно, что обе они могут быть достигнуты просто путем выдвижения вперед задней стенки камина. Единственный вопрос, следовательно, заключается в том, насколько далеко ее следует выдвинуть? Ответ краток и легко понятен: выдвигайте ее вперед настолько, насколько это возможно, не уменьшая слишком сильно проход, который должен быть оставлен для дыма. А поскольку этот проход, который в его самой узкой части я назвал ГОРЛОВИНОЙ КАМИНА, должен, по причинам, полностью объясненным в предыдущей главе, находиться непосредственно или перпендикулярно над огнем, очевидно, что задняя стенка камина всегда должна быть построена идеально вертикально. Поэтому, чтобы определить место для новой задней стенки, или то, насколько именно ее следует выдвинуть вперед, нет необходимости в чем-либо ином, кроме как установить, какой ширины следует оставить горловину камина, или какое пространство должно быть оставлено между верхом перемычки камина, где начинается вертикальный канал дымохода, и новой задней стенкой камина, возведенной перпендикулярно до этой высоты.
В ходе моих многочисленных экспериментов с каминами я приложил немало усилий, чтобы определить ширину, подходящую для этого прохода, и обнаружил, что, когда задняя стенка камина имеет надлежащую ширину, наилучшая ширина для горловины камина, при условии, что камин и сам каминный проем имеют обычную форму и размер, составляет ЧЕТЫРЕ ДЮЙМА. Три дюйма иногда могут подойти, особенно если камин очень мал, а дымоход хороший и удачно расположен. Но поскольку всегда очень важно предотвратить те случайные выбросы дыма, которые иногда попадают в комнаты из-за небрежности слуг, внезапно подбрасывающих слишком много угля в огонь, и поскольку я обнаружил, что эти неприятности иногда случаются, когда горловины каминов делаются очень узкими, я пришел к выводу, что в целом, при тщательном рассмотрении всех обстоятельств и сравнении преимуществ и недостатков, ЧЕТЫРЕ ДЮЙМА — это наилучшая ширина, которую можно придать горловине камина. И это справедливо независимо от того, предназначен ли камин для сжигания дров, угля, торфа или любого другого топлива, обычно используемого для обогрева комнат с помощью открытого огня.
В каминах, предназначенных для обогрева очень больших залов, где поддерживается очень сильный огонь, горловину камина можно, если это будет сочтено необходимым, сделать шириной четыре с половиной или пять дюймов. Но я часто делал камины для залов, которые работали безупречно, где горловины дымоходов были не шире четырех дюймов.
Возможно, на первый взгляд покажется необычным, что камины таких разных размеров требуют, чтобы горловина дымохода была одинаковой ширины. Но когда принимается во внимание, что ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ горловины камина зависит не только от ее ширины, но и от ширины и ДЛИНЫ, взятых вместе; и что в больших каминах ширина задней стенки, а следовательно, и длина горловины камина больше, чем в тех, что поменьше, эта трудность исчезает.
И это подводит нас к рассмотрению другого важного момента, касающегося открытых каминов, а именно: ширины, которую в каждом конкретном случае будет правильно придать задней стенке. В каминах, как они обычно строятся сейчас, задняя стенка имеет одинаковую ширину с отверстием камина спереди. Но эта конструкция ошибочна по двум причинам. Во-первых, в камине, построенном таким образом, боковые стороны камина, или ОТКОСЫ, как их называют, параллельны друг другу и, следовательно, плохо приспособлены для того, чтобы излучать в комнату тепло, которое они получают от огня в виде лучей. Во-вторых, большие открытые углы, которые образуются при изготовлении задней стенки такой же ширины, как отверстие камина спереди, вызывают вихри воздуха, которые часто беспокоят огонь и затрудняют подъем дыма таким образом, что он часто попадает в комнату. Оба эти дефекта могут быть полностью устранены путем уменьшения ширины задней стенки камина. Ширина, которую в большинстве случаев лучше всего ей придать, составляет ОДНУ ТРЕТЬ ширины отверстия камина спереди. Но нет абсолютной необходимости строго придерживаться этого решения, да и не всегда это будет возможно. Часто будет случаться так, что заднюю стенку камина придется делать шире, чем она должна быть согласно приведенному здесь правилу. Это может быть либо для того, чтобы приспособить камин к печи, которая уже имеется в наличии и должна быть использована, чтобы избежать расходов на покупку новой, либо по другим причинам. И любое небольшое отклонение от общего правила не повлечет за собой никаких значительных неудобств. Однако всегда будет лучше придерживаться его настолько, насколько позволяют обстоятельства.
Если камин предназначен для обогрева комнаты среднего размера и если толщина стены камина спереди, измеренная от передней части каминной полки до перемычки камина, составляет девять дюймов, я бы добавил еще четыре дюйма для ширины горловины камина, что, при условии, что задняя стенка камина построена вертикально, как это всегда должно быть, даст тринадцать дюймов глубины камина, измеренной на уровне очага от отверстия камина спереди до задней стенки. В этом случае тринадцать дюймов были бы хорошим размером для ширины задней стенки, а трижды тринадцать дюймов, или тридцать девять дюймов, — для ширины отверстия камина спереди. И угол, образованный задней стенкой камина и его боковыми сторонами, или откосами, составил бы ровно 135 градусов, что является наилучшим положением для излучения тепла в комнату.
Но я предположу, что при переделке такого камина оказывается необходимым, чтобы приспособить камин к уже имеющейся решетке или печи, сделать камин шириной шестнадцать дюймов. В этом случае я бы просто увеличил ширину задней стенки до требуемых размеров, не меняя глубины камина и не увеличивая ширину отверстия камина спереди. Откосы, правда, были бы несколько уменьшены в ширине из-за этого изменения, и их положение относительно плоскости задней стенки камина было бы немного изменено. Но эти изменения не привели бы к каким-либо серьезным негативным последствиям и были бы гораздо менее вероятны для повреждения камина, чем попытка приблизить пропорции его частей к стандарту путем увеличения глубины камина и ширины его отверстия спереди, или чем попытка сохранить ту особую наклонность откосов, которая рекомендуется как наилучшая (135 градусов), путем увеличения ширины отверстия камина без увеличения его глубины.