Funkenfänger

Funkenfänger (spark-arresters, spark-catchers; pare-étincelles; parascintilli), Vorrichtungen zur Verhütung des Auswerfens glühender Brennstoffteile aus Schornsteinen.

Durch die Saugwirkung des Blasrohres der Lokomotive werden die zum Verbrennungsvorgang in der Feuerbüchse der Lokomotive notwendigen Luftmengen aus dem Aschkasten angesaugt, durch die Rostspalten und die Brennstoffschicht getrieben, die entstandenen Verbrennungsgase aus der Feuerbüchse durch die Siederohre in die Rauchkammer gefördert und von hier durch den Schornstein ins Freie ausgeblasen. Je kräftiger und plötzlicher die Blasrohrwirkung ist, desto rascher wird die Strömung der Luft und der Verbrennungsgase stattfinden und desto leichter wird ein Mitreißen und Ausschleudern von glühenden oder brennenden Brennstoffteilchen aus dem Schornstein eintreten. Das Funkenwerfen tritt umso heftiger auf, je leichter die verwendete Kohlensorte und je kleiner ihre Korngröße ist.

Die Funkenbildung ist bei den verschiedenen Brennstoffen ungleich; bei Holz, Torf oder Braunkohlen ist die Funkenbildung stärker als bei Steinkohlen oder Koks. Diesen Verhältnissen muß die Bauart des F. in den besonderen Fällen angepaßt werden.

Im allgemeinen werfen die Verbundlokomotiven weniger Funken aus als Zwillingslokomotiven. Zur Verhütung des Funkenwurfes werden Vorrichtungen an den Lokomotiven angebracht, die entweder in der Rauchkammer, oder sowohl im als auch am Schornstein gelegen sind.

Ein guter F. soll der Bedingung genügen, den Funkenflug möglichst zu verhüten, ohne dabei die Saugwirkung des Blasrohres zu beeinträchtigen. Die Wirksamkeit der F. besteht darin, die Funken durch Siebe, gelochte Bleche oder Gitter aufzufangen oder durch Anprallen an Lenkbleche, Schirme, Trichter, Rosen u.s.w. zu zerkleinern, damit sie im erloschenen Zustande aus dem Schornstein ins Freie herausgeschleudert werden. Für schwere Kohlensorten, bei denen die Funken größer und schwerer, daher auch weniger zahlreich sind, werden als F. in der Regel Siebe und Gitter verwendet. Für leichte Steinkohle, Braunkohle, Torf und Holz, die viel Funkenbildung geben, eignen sich besser Ablenkflächen, da Siebe und Gitter sich zu schnell verstopfen würden.

Die TV. des VDEV. schreiben vor: »Wenn die Beschaffenheit des Brennstoffes es erfordert, sind die Lokomotiven mit einer Vorrichtung zu versehen, die den Auswurf glühender Kohle aus dem Schornstein zu verhüten bestimmt ist.«

Den primitivsten F. bilden ebene Siebe oder Drahthauben, die an der Schornsteinmündung angebracht werden. Erstere benutzen zum Teil die italienischen Staatsbahnen, letztere findet man bei kleinen Lokomotiven von Neben- und Kleinbahnen. Prinz bildete das Funkensieb kegelförmig aus und ordnete es mit der Spitze nach unten im Schornstein an. Am häufigsten werden jedoch die Funkensiebe oder Gitter in der Rauchkammer angebracht. Eine lange Rauchkammer selbst trägt zur Verminderung des Funkenfluges bei.

Die in der Rauchkammer angeordneten Drahtsiebe, aus Eisenstäben gebildete Gitter, gelochte Bleche oder aus vollem Blech hergestellte Ablenkbleche werden als ebene oder gekrümmte Flächen derart ausgeführt, daß sie fürs Anheizen der Lokomotive oder für das Reinigen der Siederohre herausgezogen oder umgelegt werden können. Abb. 170 stellt einen F., Bauart Meinecke, dar, der aus zwei übereinander gelegten, ebenen Sieben besteht, die in ihrem Rahmen derart lose liegen, daß sie bei jedem Dampfauspuff durch die durchströmenden Rauchgase gehoben werden und infolge der so bewirkten Erschütterungen vom Verlegen freigehalten werden. Einen aus gekrümmten Siebflächen gebildeten F. nach Adelsberger zeigt Abb. 171.

Ein von Holzapfel entworfener F. (Abb. 172) besteht aus einem mit Bandeisen eingefaßten Drahtgeflecht, das in zwei abgestumpften Kegeln das Blasrohr und den Schornstein von der Rauchkammer trennt.

Einen aus profilierten Stäben zusammengesetzten F. von de Limon zeigt Abb. 173. Die Heizgase werden gezwungen, um die Schenkel der profilierten Stäbe herumzuströmen, wobei die mitgerissenen Funken an die Stäbe anprallen, zerkleinert und abgelöscht werden. Die Seitenteile des F. bestehen aus einfachen gelochten Blechen.

Abb. 174 stellt einen F. nach Bauart Born dar, dessen volle, mit aufgenieteten Querwinkeln versehenen Bleche gleichzeitig den Zweck haben, ein gleichmäßiges Absaugen der Heizgase durch die Siederohre zu bewirken. Durch den oftmaligen Richtungswechsel, den die Gase auf ihrem Wege erfahren, findet ein Anprallen der mitgerissenen Funken an die Bleche und Winkel statt, wobei sie zerkleinert und abgelöscht werden.

Einen F. der schwedischen Staatsbahnen, der zwischen Blasrohrmündung und Rauchfangfuß eingebaut ist, zeigt Abb. 175. Der Rauchfang sitzt auf einem wulstförmigen Untersatz, in dem schraubenförmig gekrümmte Rippen angeordnet sind, durch die die Rauchgase in eine Drehbewegung versetzt werden, wobei die Funken in dem wulstförmigen Untersatz abgesondert und abgelöscht werden.

Bei Verteuerung von leichten Brennmaterialien, wie Braunkohle, Torf und Holz, werden die F. am häufigsten am oberen Ende des Kamines angebracht. Einer der ältesten F. dieser Art ist der Kleinsche (Abb. 176). Er besteht aus einem aus gekrümmten Schaufeln gebildeten, am Kaminrohr sitzenden Aufsatz, der in einen Mantel eingeschlossen ist und aus zwei Kegelstumpfen besteht. Bei dem Austritt aus dem turbinenartigen Teil werden die Funken entweder an die Außenwand geschleudert oder von dem oberen ringförmigen Gegenschirm aufgefangen und fallen in den zwischen dem kegelförmigen Mantel und dem zylindrischen Rauchrohr gebildeten Raum. Dieser F. hat auf österreichischen Bahnen vielfach für Braunkohlenfeuerung Anwendung gefunden; durch ihn erfolgt aber eine ziemliche Störung der Blasrohrwirkung. Aus diesem Grund hat man auf den bayerischen StB., wo dieser F. bei Torf- und Braunkohlenfeuerung angewendet wurde, in dem Turbinenaufsatz eine kreisrunde Öffnung von 60 mm lichter Weite angebracht, die wenigstens einem Teil des Dampfes freien Durchzug gestattet.

Meyer in Mühlhausen versuchte eine Vereinfachung des Kleinschen F., indem er die Schaufeln ganz weg ließ und nur über der oberen Mündung des zylindrischen Rauchrohres einen stellbaren Kegelschirm anbrachte (Abb. 177).

Eine im wesentlichen mit der Meyerschen Ausführung übereinstimmende Konstruktion des F. wurde von Thormann auf der Taunusbahn versucht.

Bei der ehemaligen galizischen Karl Ludwigbahn wurden mit dem Ressigschen F. günstige Erfahrungen gemacht. Bei diesem (Abb. 178) ist über dem geraden zylindrischen Rauchrohr eine Blechhaube angebracht, die mit ihrem unteren Rand etwas tiefer gestellt ist als der obere Rand der ebenfalls an dem Rauchrohr befestigten Unterschale.

Die Wirkung dieses F. besteht darin, daß die mitgerissenen glühenden Brennstoffteile bis zu ihrem Austritt aus dem Schornstein so viele Berührungspunkte mit den Wänden finden, daß sie in vollkommen gelöschtem Zustand ausgeworfen werden. Die zweckmäßigste Entfernung der Haube von der Rauchrohrmündung richtet sich nach der Art des Brennstoffes und wird durch Versuche ermittelt; die Haube muß umso tiefer gestellt werden, je leichter der zur Verfeuerung kommende Brennstoff, ist. Der Ressigsche F. ist mehrfach auf österreichischen und auch auf sächsischen Bahnen zur Anwendung gekommen.

Aus dem Kleinschen bzw. dem Meyerschen F. entstand der auf Abb. 179 dargestellte F. der österreichischen StB. Da der Kleinsche Mantelrauchfang den Übelstand besitzt, bei rascher Fahrt, insbesondere bei Wind, den Rauch infolge der sich hinter dem Rauchfange bildenden Luftverdünnung weit nach unten zu reißen und dadurch dem Lokomotivführer die Aussicht zu verschlechtern, wurde der untere Teil des Kegelmantels abgeschnitten und oben nur eine kobelartige Haube übrig gelassen. Über der oberen Mündung des Rauchfangrohres ist ein in seiner Höhenlage verstellbarer, geschweifter Kegel mit angegossenen turbinenartigen Schaufeln (Rose genannt) angeordnet. Durch die letzteren werden die Rauchgase derart geführt, daß die mitgerissenen glühenden Brennstoffteile gegen die Rauchfangwandungen oder den oberhalb angebrachten Gegenschirm stoßen und in gelöschtem Zustand herabfallen. Um den sog. Kobel-Rauchfang auch für schwere Kohlensorten verwenden zu können, wird die Rose entfernt und dafür eine Verlängerung des Rauchfangrohres eingesetzt, worauf der Rauchfang wie ein gewöhnlicher Prüßmannscher wirkt.

Der beschriebene F. beeinflußt die gute Blasrohrwirkung nur dann nicht, wenn das Rauchfangrohr genügend lang ist und die Lokomotive nicht sehr schnell fahren muß.

Für Lokomotiven mit hochliegendem Kessel und daher kurzem Rauchfang ist der F. von Rihosek bestimmt (Abb. 180). Er verfolgt auch den Zweck, die Blasrohrwirkung möglichst wenig zu stören. Dies wird durch den Einbau einer mit schraubenförmig verlaufenden Rippen versehenen Birne und einer trichterförmigen Erweiterung des Rauchfangrohres in der Weise erreicht, daß die Rauchgase nur allmählich abgelenkt werden, den ringförmigen Raum zwischen Birne und Trichter vollkommen ausfüllen und daher noch weiter zur Saugwirkung beitragen. Durch die schraubenförmigen Rippen werden die Rauchgase in Drehbewegung versetzt, wobei die Funken in den Kobelraum herausgeschleudert, an dessen Mantel und den Winkeln an der Decke zerkleinert und abgetötet werden. Zur Ermöglichung des ungehinderten Ausströmens des aus fast reinem Dampf bestehenden Kernes des strömenden Dampf- und Rauchgasgemisches ist die Birne mit einer mittleren Öffnung versehen. Zur Bestimmung der günstigsten Höhenlage der Birne, ist diese einstellbar eingerichtet. Für schwere Kohlensorten wird an Stelle der Birne ein Einsatzrohr eingebaut. Zur Verminderung der Bildung einer Luftverdünnung hinter dem Kobelaufsatz sind zwei Rohre durch ihn hindurchgeführt, durch die ständig Luft nach hinten strömen kann.

Literatur: Heusinger, Handbuch für spezielle Eisenbahntechnik. Bd. III, Leipzig 1882. – Die Lokomotiven der Gegenwart. Erste Hälfte. Wiesbaden 1912, Glasers Annalen 1910, Heft 10. – Demoulin, Traité pratique de la machine locomotive. Paris 1898. – Sinclair, Development of the locomotive engine.

Rihosek.

Abb. 170.

Abb. 171.

Abb. 172.

Abb. 173.

Abb. 174.

Abb. 175.

Abb. 176.

Abb. 177.

Abb. 178.

Abb. 179.

Abb. 180.