Назначение каминного зуба (уступа)

Соприкасаясь со стенками дымосборника, газ охлаждается, плотность его увеличивается и он начинает опускаться по стенкам вниз, создавая турбулизацию газового потока. При неинтенсивном горении топлива возможно «зависание» дыма и даже опрокидывание тяги с выбрасыванием дыма в помещение.

Выбрасывание дыма по той же причине будет происходить в случаях завышенного размера портала по высоте. Исключить это явление можно увеличением скорости движения газов в верхней части топливника, что вызовет подсос воздуха из помещения в верхнюю часть портала. Конструктивно это решается устройством в форме уступа, пережимающего поток газов в верхней части топливника. Наличие уступа обеспечивает некоторое увеличение скорости движения газов и разрежение в верхней части портала и, этим самым, исключает выбрасывание дыма в помещение (рис.  2). В этом — главное назначение уступа. Подтверждением этому могут служить результаты исследований профессора Розина, который получил графики скоростей потока воздуха из помещения в каминное пространство при наличии уступа (рис. График скоростей).

В верхней части портала самая высокая скорость движения воздуха. Поэтому наличие уступа в камине весьма желательно, независимо от его типа и конструкции.

В принципе, можно добиться нормальной работы камина и при отсутствии уступа, уменьшая высоту портала до необходимой величины. Это приведет к возрастанию скорости входящегов камин воздуха и предотвращению выбрасывания дыма. Однако при этом уменьшится отдача тепла излучением и снизится КПД камина, что нежелательно. С другой стороны — нарушатся пропорции между составными частями камина, и это негативно отразится на его внешнем виде.

Правильно спроектированный топливник, при соблюдении всех других правил, обеспечит нормальное функционирование камина во всех случаях, в том числе и при совмещении камина с печью и наличии у них единого дымохода.

В практике строительства каминов часто уступ либо не делают, либо не соблюдают размеры, что приводит к нарушению работы камина. Отчасти это происходит потому, что в имеющейся отечественной литературе не делается акцента на его важность в обеспечении нормального функционирования камина. Даже опытные печники не всегда понимают его назначение. Встречающееся в отечественной литературе и бытующее среди отдельных практиков мнение, что уступ служит для задерживания опускающихся по задней стенки дымосборника газов, не пропуская их в топочное пространство, не совсем убедительно. Холодные газы опускаются не только по задней, но и по передней, и по боковым стенкам, где уступов вовсе нет, причем площадь боковых и передней стенок больше, чем задней. Другое утверждение, что назначение зуба заключается в сборе выпавших сажевых отложений, по-видимому, окончательно убеждает начинающего печника в ненужности такого уступа. Графики, построенные проф. Розиным, являются убедительным доказательством действительного назначения уступа в камине.

Единственное назначение зуба— вызвать разрежение в верхней части топливника и обеспечить этим самым подсос воздуха в верхнюю часть портала из помещения, что позволит предотвратить выброс дыма из камина. Личный практический опыт убедил автора именно в этом. Уступ необходим, он в значительной мере способствует нормальному функционированию камина. Даже в металлических куполообразных, открытых со всех сторон каминах устанавливают внутри купола элемент, выполняющий функции уступа — опрокинутый конус из листового железа, который своим основанием расположен выше кромки купола на 15—18 см.

К главным размерам камина, определяющим режим его работы, относятся размеры портала, отверстия в верхней части топливника, положения дымового карниза (зуба) по высоте топливника, размеры камеры дымосборника, размеры сечения дымовой трубы. Все эти размеры связаны друг с другом и изменение лишь одного из них должно повлечь изменение остальных.

Образовавшаяся между конусом и куполом щель шириной 12—14 см обеспечивает то же, что и зуб в обычном камине — увеличение скорости движения воздуха на входе в дымосборник.

При проектировании любого камина нужно обязательно предусмотреть сужение топливника в верхней части, после которого должно следовать резкое расширение с переходом в дымовую камеру.