Franklinova kamna - Franklin stove

Franklinova kamna

Franklin kamna je kov lemované ohniště pojmenoval Benjamin Franklin , který ji vynalezl v roce 1742. To mělo dutý přepážku u zadní (pro přenos více tepla z ohně do vzduchu dané místnosti) a spoléhal na „shybku“ do nakreslete horké dýmy ohně kolem ozvučnice. Bylo zamýšleno produkovat více tepla a méně kouře než obyčejný otevřený krb, ale dosáhlo jen několika prodejů, dokud ho nevylepšil David Rittenhouse . Je také známý jako „oběžná kamna“ nebo „pensylvánský krb“.

Dějiny

Dva charakteristické rysy Franklinových kamen byly dutá přepážka (kovová deska, která usměrňovala proudění dýmů ohně) a kouřovod, který fungoval jako sifon vzhůru nohama .

Franklinova kamna. Studený vzduch vstupuje do ozvučnice potrubím pod podlahou. Kouř vychází skrz potrubí ve tvaru U v podlaze.

Ozvučnice v krbu

Ozvučnice byly použity k prodloužení cesty, kterou buď vzduch v místnosti, nebo zplodiny ohně musely proudit potrubím, čímž bylo umožněno přenos většího množství tepla do vzduchu v místnosti nebo z výparů ohně. Konkrétně by potrubí mohlo být instalováno do zdiva kolem ohniště; chladný vzduch v místnosti by pak vstoupil na spodní konec potrubí, byl by ohříván horkými stěnami potrubí, stoupal by a nakonec vystupoval z horního konce potrubí a vrátil by se do místnosti. Čím delší je dráha, kterou vzduch proudil, tím více tepla by bylo přeneseno z ohně do vzduchu. Podobně platí, že čím delší potrubí muselo protékat kouř z ohně, než se dostalo do komína, tím více tepla by se z kouře přeneslo do vzduchu v místnosti.

Použití přepážek k získání více tepla z ohně a jeho zplodin nebylo nic nového. V roce 1618 vydal Franz Kessler (c. 1580–1650) z Frankfurtu nad Mohanem v Německu Holzsparkunst ( Umění zachraňovat dřevo ) s kamny, ve kterých byly dýmy z ohně donuceny hadem skrz pět komor, jednu nad druhý, před vstupem do komína. Kessler také zdokumentoval uzavřená topná kamna, která měla, stejně jako Franklinova kamna, přepážku přímo za ohněm, čímž prodloužila cestu, kterou musely plameny ohně cestovat, než se dostaly do komína.

V roce 1624 popsal francouzský lékař Louis Savot (1579–1640) krb, který postavil v Louvru . Potrubí procházelo pod, za a nad ohněm v krbu. Studený vzduch v místnosti vstoupil do spodního otvoru potrubí, ohřál se, vstal a vrátil se do místnosti horním otvorem potrubí. V roce 1713 vydal Francouz Nicolas Gauger (asi 1680–1730) knihu La Mécanique du Feu (Mechanika ohně), ve které představil nové návrhy krbů. Gauger obklopil ohniště dutými mezerami. Uvnitř těchto prostor byly přepážky. Chladný vzduch z místnosti vstupoval do prostor dolními otvory, byl ohříván, když se točil kolem přepážek v prostorách, a vracel se do místnosti horními otvory.

V Franklinových kamnech byla uvnitř a v blízkosti zadní části kamen umístěna dutá přepážka. Ozvučnice byla široká, ale tenká litinová krabice, která byla otevřená vzduchu místnosti v jeho spodní části a ve dvou otvorech po stranách, poblíž jejího vrcholu. Vzduch vstoupil do spodní části boxu a byl ohříván jak ohněm, tak i dýmy proudícími přes přední a zadní část boxu. Ohřátý vzduch pak stoupal dovnitř ozvučnice a vystupoval otvory v bocích ozvučnice. Franklinova přepážka tedy plnila nejméně dvě funkce: jako Kesslerova topná kamna prodloužila cestu, kterou musely kouřové dýmy sledovat, než se dostaly do komína, což umožnilo získat z výparů více tepla; a jako Gaugerův krb umístilo potrubí poblíž ohně, které konvekcí ohřívalo vzduch v místnosti.

Obrácené sifony v krbu

Někteří raní experimentátoři usoudili, že pokud by byl oheň v krbu spojen potrubím ve tvaru písmene U ke komínu, horké plyny stoupající komínem by nasávaly kouř a dýmy ohně nejprve dolů jednou nohou U a poté nahoru skrz druhou nohou a komínem. To bylo to, co Franklin nazýval „letecký sifon“ nebo „reverzní sifon“. Tento obrácený sifon byl použit k čerpání horkých zplodin ohně vpředu a dolů po zadní části duté přepážky Franklinova kamna, aby se z výparů dostalo co nejvíce tepla.

Nejstarší známý příklad takového obráceného sifonu byl krb z roku 1618 od Franze Kesslera. Oheň hořel v keramické krabici. Uvnitř krabice a za ohněm byla přepážka. Přepážka přinutila výpary ohně sestoupit za přepážkou a poté vystoupit do komína. Záměrem bylo získat co nejvíce tepla z výparů prodloužením cesty, kterou musely dýmy sledovat, než se dostaly do komína.

Součástí krbu z roku 1678 prince Ruperta (1619–1682) byl i obrácený sifon. Rupert umístil závěsné železné dveře mezi ohniště a komín. Aby bylo možné vystoupit komínem, musely kouřové dýmy a kouř nejprve sestoupit pod hranu dveří a poté stoupat komínem.

Dalším raným příkladem obráceného sifonu byla kamna, která byla vystavena v roce 1686 na každoročním Foire Saint-Germain v Paříži . Jeho vynálezce André Dalesme (1643–1727) jej nazval bezdýmným vařičem ( nábytek acapnos ). Kamna se skládala ze železné mísy, ve které se spalovalo palivo. Trubka vyčnívala ze dna mísy a pak nahoru do komína. Krátce po založení ohně v misce začal horký vzduch stoupat potrubím a poté komínem; toto vytvořilo dolů skrz misku průvan, který stáhl oheň a jeho výpary dolů do mísy. Jakmile byl návrh zahájen, byl soběstačný, dokud oheň hořel. Dalesmeova kamna mohla spalovat dřevo, kadit a dokonce i „uhlí prosáklé kočkami“, přesto produkovat velmi málo kouře nebo zápachu. Tyto výsledky ukázaly, že požáry lze použít uvnitř místnosti, aniž by byl dům naplněn kouřem.

Franklinova kamna obsahovala přepážku přímo za ohněm, což nutilo požárové výpary proudit dolů, než se dostaly do komína. To vyžadovalo potrubí ve tvaru písmene U v podlaze za kamny, aby dýmy mohly proudit z kamen do komína. Franklinova kamna tak obsahovala obrácený sifon.

Franklinův výzkum a vývoj

Gaugerova kniha o jeho inovativních návrzích krbů byla přeložena do angličtiny - Fires Improv'd: Being a New Method of Building Chimneys, So as preventing their Smoaking (1715) - by French Thomigrant to England, Jean Théophile Desaguliers (1683-1744) . V dodatku k Desaguliersově knize Kurz experimentální filozofie (1744) Desaguliers opět stručně popsal Gaugerovy krby a zmínil vlastní práci na toto téma. Franklin přečetl obě knihy Desaguliers a vyvinul vlastní návrhy pro kamna, která by mohla poskytnout více tepla s méně kouře.

V roce 1742 dokončil Franklin svůj první návrh, který implementoval nové vědecké koncepce tepla, které byly vyvinuty nizozemským lékařem Hermanem Boerhaavem (1668–1738), zastáncem myšlenek Isaaca Newtona. Franklin chtěl, aby jeho kamna byla k dispozici každému, a těšil se z populárního uznání jeho ruční práce a vyhýbání se patentům . Tato kombinace událostí vedla k tomu, že první kamna Franklin vyráběly pece Warwick , které vlastnila místní rodina Van Leerových . O dva roky později napsal Franklin brožuru popisující jeho design a způsob fungování za účelem prodeje jeho produktu. Kolem tentokrát náměstek guvernéra Pensylvánie George Thomas učinil nabídku Franklinovi, aby si nechal patentovat jeho design, ale Franklin nikdy nedal patentovat žádný ze svých návrhů a vynálezů. Věřil, že „když budeme mít velké výhody z vynálezů ostatních, měli bychom být rádi za příležitost sloužit druhým jakýmkoli naším vynálezem, a to bychom měli dělat svobodně a velkoryse“. Výsledkem je, že mnoho dalších bylo schopno použít Franklinův design a vylepšit jej. Ačkoli jeho kamna měla mít dvojí účel vaření a vytápění místnosti, jak postupoval čas a byly k dispozici nové designy kamen, hlavním využitím Franklinova kamna se stalo vytápění místnosti. Mnoho dalších vylepšilo konstrukci kamen Franklin, ale dodnes je většina amerických krbů ve tvaru krabice, podobně jako u Franklinových kamen. Výjimkou je krb Rumford , který vyvinul Benjamin Thompson.

Konstrukce kamen

Kamna byla vysoká asi 30 palců (76 cm) a měla tvar krabice. Přední strana byla otevřená, kromě ozdobného panelu v horní části krabice. Zadní část krabice měla být umístěna pár palců od kouřovodu (komína). Na spodním panelu bylo několik otvorů, které umožňovaly únik kouře; tyto byly připojeny ke komínu. Panely byly k sobě přišroubovány železnými šrouby přes předlité uši. Uvnitř byl malý, tenký obdélníkový hranol, který vytlačoval kouř do děr. Všechny desky byly vyrobeny ze železa.

Franklinova kamna se prodávala špatně. Problém spočíval v obráceném sifonu: kouř musel projít studeným kouřovodem (který byl nastaven v podlaze), než mohl kouř vstoupit do komína; v důsledku toho se kouř příliš ochladil a kamna neměla dobrý tah. Obrácený sifon by správně fungoval, pouze pokud by oheň neustále hořel, takže teplota v kouřovodu byla dostatečně vysoká, aby vytvořila průvan.

Pozdější verze, kterou navrhl David Rittenhouse , vyřešila mnoho problémů, které měla Franklinova původní kamna, a stala se populární. Franklinova sláva však převažovala nad Rittenhouse, takže historie pamatuje spíše Franklinova kamna než Rittenhouseova kamna. Menší kamna Latrobe , často označovaná jako ohřívač Baltimore, byla patentována v roce 1846 a stala se populární.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy