DE102006016286B4

DE102006016286B4 - Verfahren und Anlage zum Verteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes

Info

Publication number: DE102006016286B4
Application number: DE102006016286A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dräger
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHUBERT, HANS-JOACHIM, DE
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2026-04-04
Also published as: DE102006016286A1; CN101426584B; EP2001599B1; RU2008143378A; WO2007112709A1; ATE529191T1; EP2001599A1; CN101426584A; RU2418638C2

Abstract

Verfahren zum Verteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes, bei welchem
– ein Lösungs- und Treibgas, das bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck im gasförmigen Aggregatszustand vorliegt und dessen Verdampfungstemperatur im Verhältnis zur Umgebungstemperatur niedrig ist, einem Vorratsdruckbehälter (1) im flüssigen Aggregatszustand entnommen und über ein Rohrleitungssystem (3–9) mehreren Austrittsdüsen (10–15) zugeleitet wird;
– alle Verteilungen des Rohrleitungssystems (3–9) so dimensioniert sind, dass der Zuleitungsquerschnitt jeweils mindestens der Summe der Weiterleitungsquerschnitte entspricht, sodass der flüssige Aggregatszustand des Lösungs- und Treibgases im Rohrleitungssystem (3–9) bis zu den Austrittsdüsen (10–15) aufrecht erhalten bleibt;
– ein Reiz- oder Kampfstoff in flüssiger Form dem Lösungs- und Treibgas vor der Verteilung an die Austrittsdüsen (10–15) beigemischt wird; und
– das Lösungs- und Treibgas aus den Austrittsdüsen (10–15) als Flüssigkeitsstrahl austritt und unmittelbar danach schlagartig verdampft und expandiert und so den beigemischten Reiz- oder Kampfstoff in der Umgebungsluft verteilt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage, mit der feste und flüssige Kampf- oder Reizstoffe über ein Leitungssystem in großen Innen- oder Außenbereichen zur Abwehr von Personen feinstverteilt werden.
STAND DER TECHNIK
Bekannte Reiz- und Kampfstoffsprühanlagen verwenden Treibgase, wie z. B. Propan/Butangemische oder das von Spraydosen bekannte Treibgas R 134 A, um Reiz- oder Kampstoffe aus einem Vorratsbehälter herauszudrücken.
Bei diesem Vorgang verdampft das Treibgas und tritt unmittelbar an dem Vorratsbehälter aus oder wird als Gas zu einer Austrittsöffnung geleitet.
Das Austreten an dem Vorratsbehälter lässt nur einen begrenzten Sprühbereich in Folge der Sprühweite je Vorratsbehälter zu. Bei der Weiterleitung entzieht das Treibgas zu seiner Verdampfung und Erwärmung dem Vorratsbehälter und den Armaturen und Leitungen Energie, sodass nur kurze Freisetzungsintervalle zur Vermeidung von Vereisung möglich sind. Die Wirksamkeit derartiger Anlagen ist auf relativ geringe Freisetzungsmengen begrenzt.
Die Weiterleitung des mit Kampf- oder Reizstoff angereicherten Treibgases ist in Folge des Absetzens des Kampf- oder Reizstoffes in den Leitungen sowie eines verhältnismäßig geringen Durchsatzes von Gasen durch Leitungssysteme außerordentlich begrenzt.
Ein weiterer Nachteil bei der Weiterleitung von Gasen und deren Freisetzung zum Verteilen von Beimengungen ist die geringe kinetische Energie eines Gases im Verhältnis zu seiner Oberfläche, die zu starken Verwirbelungen und damit zum Abbremsen durch die Umgebungsluft führt, wobei die Feinheit der Verteilung der Beimengungen nur ungenau zu bestimmen ist. Es bilden sich z. B. Kondensattröpfchen.
In Folge der beiden physikalischen Eigenschaften des Absetzens von Beimengungen und der Verwirbelung von Gasen sind die bekannten Rohrverteilungssysteme in ihrer Länge, in Abhängigkeit von Gas und Druck, äußerst begrenzt einsetzbar, und die Freisetzungsreichweiten sind ebenfalls sehr gering, So beschreibt die DE 44 24 772 A1 eine automatische Reizgassprühanlage für Alarmsysteme, bei der mechanisch eine Flasche geöffnet wird, sodass aus dieser ein Reizgas direkt in die Umgebungsluft austritt. Eine Weiterleitung der Gase ist nicht vorgesehen.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 202 01 265 U1 beschriebt eine automatische CS-Gas-Vernebelung, bei der Reizgas aus einem Vorratsbehälter über eine kurze Düse austritt und durch einen Ventilator ein Reizgasluftgemisch in die Umgebungsluft ausgebracht wird. Diese Anlage ist somit auch nicht für eine Verteilung in großen Innen- und Außenbereichen geeignet.
Auch in der Gebrauchsmusterschrift DE 299 23 948 U1 , die eine Vorrichtung zur Hemmung von Straftätern beschreibt, wird das Reizgas direkt aus einer Vorratsflasche in die Umgebungsluft abgegeben.
Des Weiteren beschreibt die DE 199 09 144 A1 die Vernebelung eines Kraftfahrzeuges, um es vor einem Angriff zu schützen und um die Sicht zu beeinträchtigen. Zur Verstärkung kann ein Reizgas hinzugegeben werden. Für die Sichtbehinderung erfolgt eine Vernebelung in Tröpfchen- oder Partikelgröße. Als Reizgas soll beispielsweise CS-Gas dem Nebel beigemischt werden. Da der aus einem Behälter erzeugte Nebel über Rohrleitungen an verschiedene Austrittsöffnungen weitergeleitet wird, ist eine große Reichweite und Feinstverteilung des beigemischten gasförmigen Wirkstoffes nicht gegeben.
In einem in der DE 35 17 134 A1 beschriebenen Verfahren werden zur Abwehr Personen direkt angesprüht. Das direkte Ansprühen erfolgt mit einem scharf gebündelten Strahl, der auf den Eindringling gerichtet ist. Zum Ansprühen dienen richtungsgesteuerte Düsen, die das Gesicht treffen sollen. Versprüht wird ein Anästhetikum, ein Gas oder Niespulver oder ein Farbstoff. Eine Feinstverteilung ist mit dieser Lösung nicht möglich.
In der EP 0 524 313 B1 wird ein Sprühmittelverteilungssystem für zerstäubte Ingredienzien in großen Räumen vorgestellt. Auch in dieser Lösung wird das Treibmittel gasförmig in die Leitungen zur Verteilung gedrückt, sodass an den Austrittsdüsen keine großen Reichweiten erzielt werden können, was hier auch nicht unbedingt erwünscht ist.
Schließlich beschreibt die EP 0 425 300 B1 ein Dosier- und Austragsystem zum Versprühen eines Wirkstoffes (Insektizid). Das Treibmittel (vorzugsweise Kohlendioxid) soll im flüssigen Zustand in das Leitungssystem gelangen und über eine Mischschleife mit dem Wirkstoff vermischt werden.
Ein kontinuierlicher Transport des Treibgases durch das System ist in flüssiger Form nicht gegeben. Durch den starken Druckabfall im Probenzylinder würden die Leitungen, bevor sich ein Druckgleichgewicht einstellt, sofort vereisen. Auch eingefügte Drosselstellen lösen das Problem nicht, sondern reduzieren zusätzlich die Austragenergie und Expansion. Außerdem muss die gesamte Wirkstoffmenge vor dem Austragen an die Umgebung gemischt werden.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zum Feinstverteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes zu schaffen, bei dem bzw. der auch im Freien große Reichweiten erzielt werden, eine Feinstverteilung der Reiz- und Kampfstoffe erreicht wird, um mit minimalen Wirkstoffmengen große Luftmengen anreichern zu können, keine Druckminderungen auch bei relativ langen Leitungen entstehen und ein Vereisen der Leitungen auch bei langen Freisetzungsintervallen ausgeschlossen ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der Erfindung können feste und flüssige Kampf- und Reizstoffe über ein Leitungssystem in großen Innen- oder Außenbereichen mit relative großer Reichweite versprüht werden, indem die Reiz- oder Kampfstoffe in verflüssigten Treibgaslösungen oder Flüssiggasemulsionen bis zu ihren Austrittsöffnungen in flüssiger Form transportiert werden und dann mit der kinetischen Energie einer Flüssigkeit aus den Austrittsöffnungen bzw. Austrittsdüsen austreten, um durch Verdampfen und der damit verbundenen Expansion des verflüssigten Gases den Reiz- oder Kampfstoff feinst zu verteilen.
Unter Feinstverteilung wird eine Verteilung verstanden, bei der die Größe der Tröpfchen unter einer Größe liegt, die herkömmlich als Nebel bezeichnet wird.
Für das Einbringen der Reiz- und Kampfstoffe in ein flüssiges Treibgas müssen die Reiz- oder Kampfstoffe zuvor in einem verflüssigten Gas oder in einem Lösungsmittel gelöst werden, das wiederum in dem verflüssigten Gas gelöst ist. Es kann aber auch ein an sich unlöslicher Reiz- oder Kampfstoff in Form einer Emulsion eingebracht werden.
Zur Beimischung des flüssigen Reiz- oder Kampfstoffes zu dem im flüssigen Aggregatzustand befindlichen Treibgas ist ein Mischer angeordnet, der den Reiz- oder Kampfstoff dem flüssigen Treibgas beim Auslösen der Anlage in dosierter Form hinzufügt.
Das Beimischen kann über eine Einspritzpumpe oder durch eine anderweitig unter Druck stehende Flüssigkeit, in der die Reiz- oder Kampfstoffe gelöst sind, erfolgen.
Der Mischer ist dazu, wie auch das gesamte Rohrleitungssystem, in seinen Leitungsquerschnitten so dimensioniert, dass kein Druckabfall und somit auch kein Vereisen der Leitungen stattfinden können.
Damit kein Druckabfall und somit kein vorzeitiges Verdampfen und auch kein Vereisen der Leitungen stattfinden, verengen sich die Leitungsquerschnitte in Richtung der Austrittsdüsen gegenüber dem Anfangsquerschnitt der aus dem Druckgasbehälter eingespeisten Leitung. Das heißt, alle Verteilungen und Abzweigungen sind so dimensioniert, dass der Zuleitungsquerschnitt mindestens der Summe der Weiterleitungsquerschnitte entspricht. Somit ist gewährleistet, dass ein eine Verdampfung mit unerwünschter Gasblasenbildung verhindernder Staudruck entsteht sowie die Flüssigkeiten während ihres Transports bis zu den Austrittsdüsen weder verwirbeln noch vergasen. Erst nach Austritt aus den Düsen in flüssiger Form entsteht durch die Verdampfungsfreisetzung eine, einem Sprühnebel ähnliche, kurzzeitig sichtbare Verdampfungswolke, durch die der Reizstoff in der Umgebungsluft feinst verteilt wird.
Dadurch, dass die Umgebungstemperatur im Verhältnis zur Verdampfungstemperatur des flüssigen Treibgases sehr hoch ist, ist ein direkter Kontakt mit großer Oberfläche zwischen dem flüssigen Treibgas und der erwärmenden Umgebungsluft, verbunden mit einem starken Energieaustausch, möglich. Es findet eine schlagartige Verdampfung und Feinstverteilung des Reiz- oder Kampfstoffes an den Austrittsdüsen des Flüssiggasstrahles auf der Gesamtlänge des ausgetretenen Flüssiggasstrahles mit intensivster Erwärmung statt.
Die so entstandene Reiz- oder Kampfstoffwolke des Flüssiggasstrahles wird aufgrund ihrer hohen kinetischen Energie (Anfangsenergie) einer Flüssigkeit weit in den Raum geschleudert.
Durch die sich zu den Austrittsdüsen hin verengenden Querschnitte wird ein Verdampfen des flüssigen Treibgases infolge eines vorzeitigen Druckabfalls verhindert.
Durch die höhere kinetische Energie des Treibgases als Flüssigkeit oder als Flüssigkeitsnebel werden im Verhältnis zu einem Gastransport, der eine geringere kineti sche Energie besitzt, höhere Austragsweiten erzielt. Durch die schlagartige Verdampfung des Flüssiggases in freier Umgebungsluft wird der Reiz- oder Kampfstoff mit einem hohen Energieaustauschpotential in der Umgebungsluft durch Expansionskräfte verteilt.
BEISPIELE
Anhand der einzigen 1 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Das in 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt eine Reiz- oder Kampfstoffverteilungsanlage, bei der über ein verzweigtes Leitungssystem 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 der Reiz- oder Kampfstoffe aus einem Vorratsbehälter 2 einer Vielzahl von Aussprühdüsen 10 bis 15 zugeführt wird, Im Ausführungsbeispiel sind zwei Blöcke von Austrittsdüsen 10, 11, 12 und 13, 14, 15 angeordnet. Die Blöcke sind wahlweise über 2/2-Wegeventile 19, 10 ansteuerbar.
Über ein 2/2-Wegeventil 18 wird das flüssige Treibgas aus einer Flüssiggasflasche 1 in eine Leitung 3 gedrückt und einem Mischer 16 zugeführt. Am Eingang zum Mischer 16 wird an einem Abzweigpunkt 21 ein Teil des Treibgases aus der Leitung 3 über eine Leitung 4 mit einem Rückschlagventil 22 für den Druckaufbau in einem Reizstoffbehälter 2 abgezweigt. Das Rückschlagventil 22 dient dazu, dass das für den Druckaufbau in dem Reiz- und Kampfstoffbehälter 2 benötigte Treibmittelgas nicht zurück strömen kann.
Der Treibgasdruck drückt die Reizgasflüssigkeit, gesteuert durch ein 2/2-Wegeventil 17 und ein Druckbegrenzungsventil 23, über die Leitung 5 in den Mischer 16. Für eine effektive Vermischung des Reiz- oder Kampfstoffes mit dem Treibstoffgas befindet sich am Eingang der Leitung 3 in den Mischer 16 eine Druckreduzierungsdüse, die den Druck in der Größe reduziert, wie im Punkt 21 abgezweigt wurde.
Die Anlage ist in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass entweder der rechte Düsenblock 10, 11, 12 oder der linke Düsenblock 13, 14, 15 auslösbar ist.
Dazu müssen gleichzeitig entweder die Ventile 17, 18, 19 oder die Ventile 17, 18, 20 öffnen.
Mit dieser Anordnung und der entsprechenden Dimensionierung der Leitungen 3 bis 9 können das Treibgas aus der Treibgasflasche 1 und der Reiz- bzw. Kampfstoff aus dem Reiz- oder Kampfstoffbehälter 2 in flüssiger Form den Austrittsdüsen 10 bis 15 zugeführt werden. Aufgrund der Inkompressibilität einer Flüssigkeit entstehen keine Druckverluste.

1: Gasflasche für Lösung- und Treibgas, Druckgasbehälter
2: Reiz- oder Kampfstoffbehälter
3: Treibgaszuführleitung
4: Treibgasabzweigleitung
5: Reizgaszuführleitung
6: Leitung zur linken Ventilgruppe
7: Leitung zur rechten Ventilgruppe
8: Leitung zu linken Austrittsdüsen
9: Leitung zu rechten Austrittsdüsen
10: Austrittsdüse
11: Austrittsdüse
12: Austrittsdüse
13: Austrittsdüse
14: Austrittsdüse
15: Austrittsdüse
16: Mischer
17: 2/2-Wegeventil
18: 2/2-Wegeventil
19: 2/2-Wegeventil
20: 2/2-Wegeventil
21: Abzweigpunkt Mischschleife
22: Rückschlagventil
23: Druckbegrenzungsventil
24: Mischschleife

Claims

Verfahren zum Verteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes, bei welchem – ein Lösungs- und Treibgas, das bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck im gasförmigen Aggregatszustand vorliegt und dessen Verdampfungstemperatur im Verhältnis zur Umgebungstemperatur niedrig ist, einem Vorratsdruckbehälter (1) im flüssigen Aggregatszustand entnommen und über ein Rohrleitungssystem (3–9) mehreren Austrittsdüsen (10–15) zugeleitet wird; – alle Verteilungen des Rohrleitungssystems (3–9) so dimensioniert sind, dass der Zuleitungsquerschnitt jeweils mindestens der Summe der Weiterleitungsquerschnitte entspricht, sodass der flüssige Aggregatszustand des Lösungs- und Treibgases im Rohrleitungssystem (3–9) bis zu den Austrittsdüsen (10–15) aufrecht erhalten bleibt; – ein Reiz- oder Kampfstoff in flüssiger Form dem Lösungs- und Treibgas vor der Verteilung an die Austrittsdüsen (10–15) beigemischt wird; und – das Lösungs- und Treibgas aus den Austrittsdüsen (10–15) als Flüssigkeitsstrahl austritt und unmittelbar danach schlagartig verdampft und expandiert und so den beigemischten Reiz- oder Kampfstoff in der Umgebungsluft verteilt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reiz- oder Kampfstoff vor Beimischung zum Lösungs- und Treibgas in einem verflüssigten Gas gelöst vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reiz- oder Kampfstoff vor Beimischung zum Lösungs- und Treibgas in einem Lösungsmittel gelöst vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der im Lösungsmittel gelöste Reiz- oder Kampfstoff vor Beimischung zum Lösungs- und Treibgas in einem verflüssigten Gas gelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein unlöslicher Reiz- oder Kampfstoff vor Beimischung zum Lösungs- und Treibgas in ein verflüssigtes Gas als Emulsion eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem im flüssigen Aggregatszustand befindlichen Lösungs- und Treibgas beim Auslösen des Sprühvorganges der Reiz- oder Kampfstoff dosiert hinzugefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Lösungs- und Treibgases als Treibmittel zum dosierten Hinzufügen des Reiz- oder Kampfstoffes genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reiz- oder Kampfstoff über eine Pumpe eingespritzt wird.
Anlage zum Verteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes, mit – einem Vorratsdruckbehälter (1) zum Bereitstellen eines Lösungs- und Treibgases, das bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck im gasförmigen Aggregatszustand vorliegt und dessen Verdampfungstemperatur im Verhältnis zur Umgebungstemperatur niedrig ist, im flüssigen Aggregatszustand; – einem Rohrleitungssystem (3–9) zum Transportieren des Lösungs- und Treibgases von dem Vorratsdruckbehälter (1) zu mehreren Austrittsdüsen (10–15), wobei alle Verteilungen des Rohrleitungssystems (3–9) so dimensioniert sind, dass der Zuleitungsquerschnitt jeweils mindestens der Summe der Weiterleitungsquerschnitte entspricht, sodass der flüssige Aggregatszustand des Lösungs- und Treibgases im Rohrleitungssystem (3–9) bis zu den Austrittsdüsen (10–15) aufrecht erhalten bleibt; – einem Vorratsbehälter (2) zum Bereitstellen eines Reiz- oder Kampfstoffes in flüssiger Form; und – einem Mischer (16) zum Beimischen des Reiz- oder Kampfstoffes aus dem Vorratsbehälter (2) in das Lösungs- und Treibgas vor dessen Verteilung an die Austrittsdüsen (10–15).
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reiz- oder Kampfstoff in dem Vorratsbehälter (2) in einem verflüssigten Gas gelöst, in einem Lösungsmittel gelöst oder in einem verflüssigtem Gas als Emulsion vorliegt.
Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Vorratsbehälter (2) dem Mischer (16) zugeführte Menge des in flüssiger Form vorliegenden Reiz- oder Kampfstoffes steuerbar ist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen des Reiz- oder Kampfstoffes aus dem Vorratsbehälter (2) in das Lösungs- und Treibgas eine Mischschleife (24) mit einem 2/2-Wegeventil (17) und einem Druckbegrenzungsventil (23) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen des Reiz- oder Kampfstoffes aus dem Vorratsbehälter (2) in das Lösungs- und Treibgas eine Einspritzpumpe angeordnet ist.