Если бы дыму требовался камин, чтобы ТЯНУТЬ его вверх, как получается, что дым поднимается от огня, разведенного на открытом воздухе, где нет никакого камина?
Если трубку, открытую с обоих концов и такой длины, чтобы ее верхний конец находился ниже поверхности холодной воды в сосуде, держать вертикально над горлышком бутылки, содержащей горячую подкрашенную воду, горячая вода будет подниматься через нее точно так же, как дым поднимается в камине.
Если трубку предварительно нагреть перед погружением в холодную воду, подъем горячей подкрашенной воды будет облегчен и ускорен, подобно тому как дым, как известно, поднимается с большей легкостью в камине, который горячий, чем в том, в котором долгое время не разводили огонь. Но ни в одном из этих случаев нельзя с полным основанием сказать, что горячая вода ТЯНЕТСЯ вверх по трубке. Чем горячее вода в бутылке и чем холоднее вода в сосуде, тем с большей скоростью горячая вода будет выталкиваться вверх через трубку; то же самое относится и к подъему горячего дыма в камине. Когда огонь интенсивный, а погода очень холодная, подъем дыма происходит очень быстро; и при таких обстоятельствах камины редко дымят.
Поскольку холодная вода в сосуде, непосредственно окружающая бутылку с горячей водой, будет нагреваться бутылкой, в то время как другие части воды в сосуде останутся холодными, эта нагретая вода, становясь удельно легче окружающей ее, будет вытесняться вверх; и если она найдет путь в трубку, то поднимется через нее вместе с подкрашенной горячей водой. Теплый воздух комнаты, нагреваемой открытым камином, всегда имеет тенденцию подниматься (если я могу использовать это неточное выражение) и, находя путь в камин, часто уходит вместе с дымом.
Сказанного, я надеюсь, будет достаточно, чтобы ясно и удовлетворительно объяснить и проиллюстрировать причину подъема дыма; а правильные представления об этом предмете абсолютно необходимы для того, чтобы с уверенностью судить о достоинствах любого плана, предложенного для усовершенствования каминов, или для принятия эффективных мер во всех случаях для исправления дымящих каминов. Ибо, хотя постоянные изменения и переделки, производимые по воле случая, прихоти и каприза, иногда приводят к полезным открытиям, прогресс в усовершенствовании под таким руководством должен быть чрезвычайно медленным, колеблющимся и ненадежным.
Что касается причин дымления каминов, то они весьма многочисленны и разнообразны; но поскольку общее представление о них можно получить из того, что уже было сказано на эту тему в различных частях этого эссе, и поскольку они могут во всех случаях (за очень немногими исключениями) быть полностью устранены путем внесения указанных здесь изменений в камины, я не считаю необходимым перечислять их все здесь или вдаваться в те длинные подробности и исследования, которые потребовались бы, чтобы показать точный способ, которым каждая из них действует, либо сама по себе, либо в сочетании с другими.
Существует, однако, одна причина дымления каминов, которую, как я считаю, необходимо упомянуть более подробно. В домах современной постройки, где двери и окна обычно сделаны так плотно, что не остается ни одной щели для прохода воздуха снаружи, камины в комнатах, примыкающих друг к другу или соединенных закрытыми проходами, часто влияют друг на друга, и это легко объяснить. Когда в одном из каминов горит огонь, поскольку воздух, необходимый для поддержания тяги вверх по камину, где горит огонь, не может быть получен в достаточном количестве снаружи через очень маленькие щели дверей и окон, воздух в комнате становится разреженным не от тепла, а из-за вычитания той части воздуха, которая используется для поддержания огня или обеспечения горения топлива, и вследствие этого разрежения его упругость уменьшается, и, будучи наконец преодоленной давлением внешнего атмосферного воздуха, этот внешний воздух устремляется в комнату через единственный оставшийся для него проход, а именно через открытый камин соседней комнаты. И поскольку приток воздуха в камин и вверх по трубе, где горит огонь, является постоянным, этот расход воздуха восполняется непрерывным током вниз по другому камину.
Если попытаться разжечь огонь в обоих каминах одновременно, окажется очень трудно добиться того, чтобы огонь горел, и обе комнаты будут заполнены дымом.
Один из очагов — тот, который сделан в камине, где конструкция камина лучше всего приспособлена для облегчения подъема дыма, — или, если оба камина имеют одинаковую конструкцию, тот, у которого ветер наиболее благоприятен или в котором огонь разгорается быстрее, — победит другой и заставит его дым быть отброшенным обратно в комнату холодным воздухом, который опускается через камин. Самое очевидное средство в этом случае — обеспечить приток свежего воздуха, необходимого для поддержания огня, открыв проход для наружного воздуха в комнату более коротким путем, чем через один из каминов; и когда это будет сделано, оба камина будут эффективно исправлены.
Но камины в таких условиях очень часто можно предотвратить от дымления даже без открытия какого-либо нового прохода для наружного воздуха, просто уменьшив тягу (как ее называют) вверх по каминам; что лучше всего можно сделать, изменив оба камина на основе принципов, рекомендованных и полностью объясненных в предыдущих главах этого эссе.
Если двери и окна комнаты закрыты с такой тщательностью, что не остается щелей, через которые мог бы поступать воздух, достаточный для поддержания огня, ПОСЛЕ ТОГО КАК ТОК ВОЗДУХА ВВЕРХ ПО КАМИНУ БЫЛ УМЕНЬШЕН НАСКОЛЬКО ЭТО ВОЗМОЖНО ПУТЕМ УМЕНЬШЕНИЯ ГОРЛОВИНЫ КАМИНА, в этом случае не было бы другого способа предотвратить дымление камина, кроме как открыть проход для доступа свежего воздуха снаружи; но это, я полагаю, будет встречаться очень редко.
Более часто встречающийся случай — это когда токи воздуха опускаются по каминам вследствие уменьшения и разрежения воздуха в комнате, вызванного тем, что двери комнаты выходят в проходы или дворы, где воздух разрежен под действием некоторых определенных ветров. В таких случаях зло можно исправить либо заставив соответствующие двери закрываться более плотно, либо (что будет еще более эффективно) обеспечив приток воздуха в проход или двор, который в нем нуждается, каким-либо другим путем.
Там, где верх камина заслонен высокими зданиями, утесами или возвышенностями, в ветреную погоду часто случается, что вихри, образующиеся в атмосфере из-за этих препятствий, задувают в камин и отбрасывают дым вниз в комнату. Это, правда, будет гораздо менее вероятно, когда горловина камина сужена и правильно сформирована, чем когда она оставлена совершенно открытой, а камин плохо сконструирован; но поскольку ВОЗМОЖНО, что камин может быть настолько подвержен этим вихрям при очень сильных ветрах, что иногда начинает дымить, когда ветер дует с силой с определенной стороны, необходимо показать, как можно предотвратить воздействие этих вихрей.
Было придумано множество механических приспособлений для предотвращения задувания ветра в камины, и многие из них оказались полезными; однако существует много таких изобретений, которые, хотя и предотвращают задувание ветра в камин, настолько плохо сконструированы в других отношениях, что препятствуют подъему дыма и приносят больше вреда, чем пользы.
К этой категории относятся все те каминные насадки с плоскими горизонтальными пластинами или крышами, помещенными на опорах прямо над отверстием насадки; и большинство колпаков, которые поворачиваются по ветру, не намного лучше. Одно из самых простых приспособлений, которое можно использовать и которое в большинстве случаев окажется отвечающим поставленной цели так же хорошо или лучше, чем более сложные механизмы, — это накрыть верх камина полой усеченной пирамидой или конусом, диаметр которого сверху, или отверстие для прохода дыма, составляет около 10 или 11 дюймов. Эта пирамида или конус (ибо подойдет и то, и другое) должны быть из глиняной посуды или чугуна; их перпендикулярная высота может быть равна диаметру отверстия сверху, а диаметр отверстия снизу равен трем их высотам. Его следует поместить на верх камина, и можно придумать, как сделать его красивым завершением кирпичной кладки. Там, где несколько дымоходов выходят близко друг к другу или в одном каминном блоке, форма пирамиды будет лучше, чем форма конуса для этих покрытий.
Цель этого приспособления состоит в том, чтобы ветры и вихри, которые ударяются о наклонную поверхность этих покрытий, отражались вверх, вместо того чтобы задувать в камин. Изобретение отнюдь не новое, но до сих пор его редко применяли на практике. Как часто я видел, как его пробовали, оно оказывалось полезным; я не могу сказать, однако, что я когда-либо был вынужден прибегнуть к нему или к какому-либо подобному приспособлению; и если я воздерживаюсь от распространения на тему этих изобретений, то это потому, что я убежден: когда камины правильно сконструированы В ОКРЕСТНОСТЯХ КАМИНА, вряд ли потребуется делать что-то еще на верху камина, кроме как оставить его открытым.
Я не могу закончить это эссе, не порекомендовав еще раз самым решительным образом уделять пристальное внимание управлению огнем в открытых каминах; ибо не только количество тепла, производимого при сгорании топлива, во многом зависит от того, как управляют огнем, но даже из фактически генерируемого тепла лишь очень малая часть будет сохранена или полезно использована, когда огонь разводится небрежно и неряшливо.
При разжигании угольного огня следует использовать больше дров, чем обычно, и меньше угля; и как только огонь ярко разгорится, а уголь хорошо загорится, и НЕ РАНЬШЕ, следует добавить больше угля, чтобы увеличить огонь до надлежащего размера[3].
Огромную растрату топлива в Лондоне можно оценить по обширному темному облаку, которое постоянно висит над этим великим мегаполисом и часто заслоняет всю страну, далеко и широко; ибо это плотное облако, безусловно, состоит почти полностью из НЕСГОРЕВШЕГО УГЛЯ, который, украв крылья у бесчисленных огней этого великого города, сбежал через камины и продолжает плавать в воздухе, пока, потеряв тепло, которое придало ему летучесть, не падает на землю сухим дождем из чрезвычайно мелкой черной пыли, заслоняя атмосферу при своем падении и часто превращая самый яркий день в более чем египетскую тьму.
Я никогда не смотрю издалека, въезжая в город, на это черное облако, которое висит над Лондоном, не желая иметь возможность вычислить огромное количество чалдронов угля, из которых оно состоит; ибо если бы это можно было установить, я убежден, столь поразительный факт пробудил бы любопытство и вызвал бы изумление у всех слоев населения; и, ВОЗМОЖНО, обратил бы их умы к объекту экономии, на который они до сих пор обращали мало внимания.
Заключение.
Хотя экономия топлива, которая станет результатом усовершенствований форм КАМИНОВ, рекомендованных здесь, будет весьма значительной, я надеюсь, что смогу показать в будущем эссе, что еще большая экономия может быть достигнута и более важные преимущества могут быть получены от внедрения усовершенствований, которые я предложу в КУХОННЫХ КАМИНАХ.
Я надеюсь также, что смогу показать в эссе о ДЕРЕВЕНСКИХ КАМИНАХ, которое я сейчас готовлю к публикации, что ТРИ ЧЕТВЕРТИ, по крайней мере, топлива, которое сельские жители сейчас потребляют при приготовлении пищи и обогреве своих жилищ, могут быть сэкономлены с большой легкостью и без какого-либо дорогостоящего оборудования.
КОНЕЦ ЧЕТВЕРТОГО ЭССЕ.
ОБЪЯСНЕНИЕ РИСУНКОВ [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 1. План камина обычной конструкции. A B — отверстие камина спереди. C D — задняя стенка камина. A C и B D — откосы. См. стр. 341. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 2. На этом рисунке показан фасад или вид спереди камина обычной конструкции. См. стр. 341. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 3. На этом рисунке показано, как камин, представленный на рис. 1, должен быть изменен для его усовершенствования. A B — отверстие спереди, C D — задняя стенка, а A C и B D — откосы камина в его первоначальном состоянии.
a b — его отверстие спереди, i k — его задняя стенка, а a i и b k — его откосы после того, как он был изменен. e — точка на поде, на которую падает отвес, подвешенный от середины верхней части перемычки камина. Положение для новой задней стенки определяется путем принятия линии e f равной четырем дюймам. Новая задняя стенка и откосы представлены как построенные из кирпича; а пространство между ними и старой задней стенкой и откосами — как заполненное строительным мусором. См. стр. 342.
[ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 4. На этом рисунке представлен фасад или вид спереди камина (рис. 3) после того, как он был изменен. Нижняя часть прохода, оставленного для трубочиста, показана на этом рисунке белыми пунктирными линиями. См. стр. 344. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 5. На этом рисунке показан разрез камина и части дымового канала обычной конструкции. a b — отверстие спереди; b c — глубина камина у пода; d — перемычка камина.
d e — горловина камина, а d f, g e — часть открытого канала камина.
[ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 6. Показывает разрез того же камина после того, как он был изменен. k l — новая задняя стенка камина; l i — плитка или камень, закрывающий проход для трубочиста; d i — горловина камина, суженная до четырех дюймов; a — каминная полка, и h — новая стена, сделанная под каминной полкой для уменьшения высоты отверстия камина спереди.
Примечание: Эти два рисунка являются разрезами одного и того же камина, который представлен на каждом из четырех предыдущих рисунков.
[ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 7. На этом рисунке представлен план камина, в котором решетка помещена в нишу и в котором первоначальная ширина A B камина значительно уменьшена.
a b — отверстие камина спереди после того, как он был изменен, а d — задняя стенка ниши, в которой помещена решетка. См. стр. 347.
[ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 8. Показывает вид спереди того же камина после того, как он был изменен; где можно увидеть решетку и проход для трубочиста. См. стр. 347. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 9. Показывает разрез того же камина, где c d e — разрез ниши, g — проход для трубочиста, закрытый куском огнеупорного камня, а f — новая стена под каминной полкой, с помощью которой уменьшается высота отверстия камина спереди. См. стр. 347. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 10. На этом рисунке показано, как следует располагать откосы, когда передняя часть откосов (a и b) не выходит так далеко вперед, как передняя часть отверстия камина или косяки (A и B). См. стр. 348. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 11. На этом рисунке показано, как ширина и наклон откосов должны быть приспособлены к ширине задней стенки камина в тех случаях, когда необходимо сделать заднюю стенку очень широкой. См. стр. 349. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 12. На этом рисунке показано, как может быть сконструирован инструмент под названием шаблон (m n), полезный при разметке работы при изменении каминов. См. стр. 349. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 13. На этом рисунке показано, как, когда перемычка камина (d) слишком высока, ее можно опустить с помощью стены (h), помещенной под каминной полкой, и слоя штукатурки, который на этом рисунке представлен частью, отмеченной точками. См. стр. 351. [ ИЗОБРАЖЕНИЕ ]
Рис. 14. На этом рисунке показано, как перемычку камина можно опустить просто с помощью слоя штукатурки. См. стр. 351. Примечания к эссе IV.
[1] Эвс и Саттон, каменщики, Брод-Сэнкчуари, Вестминстер, одни изменили более 90 каминов. Эксперимент был впервые проведен в Лондоне в доме лорда Палмерстона на Ганновер-сквер; затем два камина были изменены в доме сэра Джона Синклера, баронета, президента Совета по сельскому хозяйству; один в комнате, где заседает Совет, а другой в комнате секретаря; поскольку последнюю часто посещают люди со всех частей Великобритании, была надежда, что эти обстоятельства будут способствовать ускорению внедрения этих усовершенствований в различных частях королевства. Несколько каминов были изменены в доме сэра Джозефа Бэнкса, баронета, кавалера ордена Бани, президента Королевского общества. Впоследствии ряд каминов был изменен в Девоншир-хаусе; в доме графа Бесборо на Кавендиш-сквер и в его поместье в Роухэмптоне; в Холивелл-хаусе, недалеко от Сент-Олбанса, резиденции вдовствующей графини Спенсер; в Мельбурн-хаусе; у леди Темплтон на Портленд-плейс; у миссис Монтегю на Портман-сквер; у лорда Садли на Дувр-стрит; в резиденции маркиза Солсбери в Хэтфилде и в его городском доме; в резиденции лорда Палмерстона в Бродлендсе, недалеко от Саутгемптона, и в домах нескольких джентльменов в тех окрестностях; и многих других; но было бы утомительно перечислять их все; и даже эти упоминаются лишь для удовлетворения тех, кто может пожелать навести справки относительно успеха экспериментов.
[2] Будучи вынужденным перенести камин назад описанным здесь способом, чтобы приспособить его к камину, стены которого спереди были удивительно тонкими, я был удивлен, обнаружив при разжигании огня, что он, по-видимому, отдает в комнату больше тепла, чем любой камин, который я когда-либо строил. Этот эффект был совершенно неожиданным; но причина его была слишком очевидна, чтобы ее не обнаружить немедленно. Пламя, поднимающееся от огня, ударялось о часть задней стенки, которая наклонялась вперед над огнем, и эта часть задней стенки вскоре сильно нагревалась, и вследствие того, что она была очень горячей (а когда огонь горел ярко, она часто была совсем красной), она излучала в комнату много лучистого тепла. Невозможно, чтобы эта наклонная поверхность (наклон задней стенки камина) могла быть нагрета докрасна ТОЛЬКО лучистым теплом, испускаемым горящим топливом, ибо другие части камина, расположенные ближе к огню и лучше приспособленные для получения лучистого тепла, никогда не нагревались так сильно; и отсюда следует, что комбинированное тепло в потоке дыма и горячего пара, который поднимается от открытого огня, МОЖЕТ, по крайней мере ЧАСТИЧНО, задерживаться при прохождении вверх по камину, превращаясь в лучистое тепло, а затем выбрасываться в комнату. Это открывает новое и очень интересное поле для экспериментов и обещает привести к важным усовершенствованиям в конструкции каминов. В последнее время я был сильно занят этими исследованиями и сейчас ежедневно занимаюсь проведением различных экспериментов с решетками и каминами различных конструкций в комнате, которую я занимаю в Королевском отеле на Пэлл-Мэлл; и мистер Хопкинс с Грик-стрит, Сохо, скобяных дел мастер Его Величества, и миссис Хемпель на своей гончарной фабрике в Челси работают каждый в своей области под моим руководством над созданием каминов по принципу совершенно новому, который, я льщу себя надеждой, окажется не только элегантным и удобным, но и очень экономичным. Но поскольку я намерен вскоре опубликовать подробный отчет об этих каминах — с чертежами и подробными указаниями по их строительству, — я не буду распространяться об этом предмете здесь. Однако, возможно, нелишним будет упомянуть здесь, что эти новоизобретенные камины, не будучи прикрепленными к стенам камина, а просто установленными на под, могут использоваться в любом открытом камине: и что камины, измененные или построенные по рекомендованным здесь принципам, особенно хорошо приспособлены для их установки.