VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM DOSIERTEN FREISETZEN VON REIZSTOFFEN

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dosierten Freisetzen von Reizstoffen mittels eines Treib- und/oder Lösungsgases durch Reizstoffsprühanlagen oder Reizstoffnebelanlagen beim Einsatz in Räumen für eine nichtverletzende Personenabwehr.

Unter Reizstoffen versteht man Stoffe, die in bestimmten Dosierungen auf Menschen oder Tiere einen Reiz ausübe, ohne dabei bleibende Gesundheitsschäden zu verursachen. Die Reizwirkung ist dabei von der einwirkenden Konzentration und Art des Reizstoffes abhängig. Die Dosierung der Stoffe ist entscheidend dafür, ob eine verletzende Wirkung oder eine tödliche Wirkung eintritt.

Die erfindungsgemäße Dosierungssteuerung bezieht sich auf Reizstoffe, die hauptsächlich über die Haut, insbesondere die Schleimhaut und die Atmung, wirken, ohne auf diese Art von Reizstoffen beschränkt zu sein.

Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei den betreffenden Reizstoffen um synthetische (zum Beispiel CS) oder in der Natur vorkommende Stoffe (zum Beispiel OC) oder um eine Kombination von synthetischen Stoffen und Naturstoffen handelt.

Stand der Technik

Reizstoffe werden zur Personenabwehr als nichtletale Wirkmittel, zum Beispiel beim Einbruchdiebstahlschutz für umschlossene Räume, angewandt. Dabei wird ein Reizstoff mit einem Treib- und/oder Lösungsgas zur Feinstverteilung in die Raumluft ausgetrieben. Weiterhin sind auch Reizstoffsprühanlagen bekannt, die durch Pumpen oder Gasauflast (Treibgas) durch Düsen mechanisch zerstäuben.

In der DE 44 24 772 A1 ist eine automatische Reizgassprühanlage für Alarmsysteme beschrieben, bei der mechanisch eine Flasche geöffnet wird, sodass aus dieser Reizgas direkt in die Umgebungsluft austritt.

Aus der DE 202 01 265 U1 ist eine automatische CS-Gas-Vernebelung zu entnehmen, bei der ein Reizgas aus einem Vorratsbehälter über eine kurze Düse austritt und durch einen Ventilator ein Reizgas/Luft-Gemisch in die Umgebungsluft ausgebracht wird.

In der DE 299 23 948 U1 , die eine Vorrichtung zur Hemmung von Straftätern beschreibt, wird das Reizgas direkt aus einer Vorratsflasche in die Umgebungsluft abgegeben.

In der EP 0 524 313 B1 wird ein Sprühmittelverteilungssystem zum Zerstäuben von Ingredienzien in großen Räumen vorgestellt.

Ferner 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 Misch- schleife mit dem Wirkstoff vermischt werden. Zum Versprühen eines Reizstoffes ist dieses System nicht geeignet.

In der DE 10 2006 016 286 A1 werden schließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart, mit der feste oder flüssige Reiz- oder Kampfstoffe über ein Leitungssystem in großen Innen- oder Außenbereichen, zur Abwehr von Personen, feinstverteilt werden.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik sind keine Reizstoffsprühanlagen oder Reizstoffvernebelungsanlagen bekannt, bei denen eine optimale Konzentration des Reizstoffes in einem Raum erzielt und über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dosierten Freisetzen von Reizstoffen mittels eines Treib- und/oder Lösungsgases in Räumen zur Personenabwehr bei automatischen oder halbautomatischen Freisetzungsanlagen unter Einhaltung gesundheitlicher Grenzwerte zu schaffen, mit denen die höchste Wirksamkeit des Reizstoffes unter Ausschluss von Gesundheitsschäden und eine vorgegebene Konzentration an Reizstoffen in der Raumluft über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Reizstoffe wirken beim Menschen auf sensorische, d.h. empfindliche Nervenenden in der Haut und Schleimhaut, insbesondere des Auges und der Atemwege. Die Folgen sind in Abhängigkeit von der einwirkenden Konzentration Tränen und Nasenfluss, Atembeschwerden bis hin zum Atemstillstand, Hautreizungen bis zu Hautverätzungen und dergleichen.

Ausgangspunkt der Erfindung ist deshalb, dass eine Gesundheitsschädigung bei der Freisetzung von Reizstoffen in Räumen nur vermieden werden kann, wenn die Reizstoffmenge dosiert unterhalb der gesundheitlich unbedenklichen, nicht bleibende Schäden verursachenden Menge im Verhältnis zum Raumvolumen freigesetzt wird.

Der gesundheitliche Grenzwert, der von der Art des verwendeten Reizstoffes abhängig ist, wird in mg je m ³ Raumluft angegeben. Er entspricht der Menge an Reizstoffkonzentration, bei der sich ein gesunder Mensch 30 Minuten ohne bleibende Schädigung aufhalten kann. Dieser Grenzwert ist zur Vermeidung von Gesundheitsschäden einzuhalten.

Eine hohe Wirksamkeit der Abwehr von Personen in Räumen wird nur erzielt, wenn die freigesetzte Reizstoffmenge nahe dem gesundheitlich unbedenklichen Grenzwert

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liegt und über den gewünschten Abwehrzeitraum (Schutzzeitraum) aufrecht erhalten wird.

Sollte es sinnvoll oder erforderlich sein, geringere Reizstoffmengen freizusetzen und diese den Erfordernissen anzupassen, ist dies mit dem hier beschriebenen Verfahren ebenso möglich. Ein derartiges, vom Maximalwert abweichendes Erfordernis könnten zum Beispiel gesetzliche Vorgaben, Vorwarnfreisetzungen, Sicherheitsreserven, usw. sein.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es bei der Freisetzung von Reizstoffen im zivilen Einsatzbereich des Objektschutzes notwendig ist, eine Dosierung bei der (Erst)Freisetzung vorzusehen, damit eine gesundheitsgefährdende Konzentrationsüberschreitung der Reizstoffe ausgeschlossen ist.

Der Erfinder hat weiter erkannt, dass es zur Aufrechterhaltung einer optimalen Konzentrationsmenge an Reizstoffen in einem Raum über einen längeren Zeitraum erforderlich ist, Austragungsverluste, wie sie zum Beispiel durch Luftaustausch angereicherter Raumluft, Niederschlag von Reizstoffen und Hydrologisierung von Reizstoffen entstehen, nach einer freigesetzten raumvolumenbezogenen Erst- dosierung auszugleichen.

Zu diesem Zweck muss bei Unterschreiten einer vorgegebenen Konzentration erneut Reizstoff freigesetzt werden, bis der maximal zulässige Konzentrationswert an Reizstoff in der Umgebungsluft wieder erreicht ist. Die Stoff-, anlagen- und umwelt- bedingten Konzentrationsverluste werden daher einer Dosierungssteuerung zur Verfügung gestellt, um durch Steuerung der Austragungseinrichtung eine bestimmte Reizstoffkonzentration über den Zeitraum der Erstfreisetzung hinaus aufrecht zu erhalten.

Die Erfindung stellt deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Dosierungssteuerung zur Einhaltung gesundheitlicher Grenzwerte beim freisetzen eines Reizstoffes in Räumen zur Personenabwehr vor, bei denen der in einem Treib- und/oder Lösungsgas enthaltene Reizstoff mittels einer Freisetzungseinrichtung oder

direkt aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter über ein Leitungssystem und mindestens einer ventilgesteuerten Austrittsöffnung ausgebracht wird.

über eine Steuerung wird der Reizstoff durch parameterabhängige Einflussfaktoren, die sowohl stoff- und anlagenbedingt als auch umgebungsbedingt sein können, über ein erstes Zeitintervall zur Erstanreicherung freigesetzt, wobei die Länge des Zeitintervalls durch einen maximal zulässigen Wert, der eine gesundheitsschädigende Wirkung ausschließt, bestimmt ist. Im weiteren verlauf wird über ein oder mehrere Zeitintervalle eine Nachdosierung durchgeführt, um stoff-, anlagen- und umwelt- bedingte Verluste auszugleichen, wobei die Mehrheit der Einflussfaktoren vorgegeben und/oder berechenbar ist und vorzugsweise nur die Temperatur (und evt. Auch die Luftbewegung) als veränderbare, den Druck des Treibgases bestimmende Größe für die Dosierungssteuerung gemessen wird.

Die genannten stoffbedingten Einflussfaktoren betreffen überwiegend den Reizstoff.

Sofern geeignete Sensoren zur Verfügung stehen sollten, ist es neben der parameterabhängigen Dosierungssteuerung auch möglich, die Reizstoffkonzentration im Raum direkt zu messen und diesen Messwert in der Anlage als Steuergröße für eine geregelte dosierte Freisetzung zu verwenden.

Voraussetzung dafür ist ferner eine gleichmäßige Feinstverteilung des Reizstoffes im Raum und eine sichere und ungehinderte Arbeitsweise der Reizstoffsensoren.

Die stoff- und umweltbedingten Verluste sind beispielsweise durch folgende Einflussfaktoren bestimmt:

- Raumgröße in m ³ ,

- Reizstoffart und die damit jeweils vorgegebenen gesundheitlich unbedenklichen Grenzwerte in mg/m ³ , - Reizstoffkonzentration im Lösungsgas oder Lösungsmittel in mg/ml,

- Treibgasart, charakterisiert durch den spezifischen Temperaturdruck (wobei das Treibgas auch die Lösungsgasfunktion erfüllen kann),

Beimischungs-, Emulsions-, Lösungskonzentration von Treibgas- Lösungsmittel-Reizstoff in mg Reizstoff je Volumen oder Lösungsprozent,

- Halbwertzeit, verursacht durch Hydrologisierung (soweit sie eintritt) in Menge/Zeit, - Druckschwankung des Treibgases, verursacht durch

Temperaturschwankung des Treibgases, und damit verbundene unterschiedliche Austragungsmengen in gleicher Zeiteinheit in bar je ⁰ C,

- Niederschlagsverlust durch Niedersinken des Reizstoffes aus der Raumluft in Menge/Zeit, - Lüftungsverlust durch Austragen angereicherter Raumluftmengen in

Menge/Zeit, z.B aus Nachbarräumen oder Freiland, durch Klimaanlagen, Garagenbelüftungsschlitze, usw..

Der anlagenbedingte Einflussfaktor „Durchlassmenge pro Zeit" an der Austritts- öffnung geht als feste Größe in die Berechnung der Erstanreicherung und Nachdosierung ein. Gegebenenfalls kann auch der Durchlass verändert und gesteuert werden.

Die Steuerung der Einflussfaktoren wird durch das Verfahren und die nach dem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen so beeinflusst, dass bei einer Personenabwehr mittels Reizstofffreisetzungsanlagen bei der Freisetzung ein gesundheitlich unbedenklicher Grenzwert der Reizstoffkonzentration in der Raumluft nicht überschritten wird. Gleichzeitig wird die Aufrechterhaltung einer wirksamen Konzentration nahe des gesundheitlich unbedenklichen Grenzwertes über einen Zeitraum von mindestens 20 Minuten gewährleistet, sodass eine wirksame Personenabwehr möglich ist, ohne die Person zu verletzen.

Dabei ist bei einer ersten Freisetzung, unabhängig vom Reizstoffvorrat im Vorratsbehälter, nur soviel Reizstoff freizusetzen, wie ein vorgegebener Konzentrationswert in der Raumluft vorgibt.

Die maximal nicht verletzende Reizgasmenge für einen Raum, in dem eine Person oder Personen abgewehrt werden sollen, wird durch die Multiplikation des reizstoff-

abhängigen Grenzwertes oder Vorgabewertes mit dem Raumvolumen als Reizstoff- Erstfreisetzungsmenge (z.B. für CS = 2 mg/m ³ ) berechnet. Sie ist z.B. für CS- Reizstoff durch den I DLH-Wert vorgegeben.

IDLH (Immediately Dangerous to Life and Health) ist eine von der US- amerikanischen Arbeitsschutzbehörde (OSHA) und dem dortigen Arbeitsschutzinstitut (N 10SH) im Rahmen eines Konzepts zur Bewertung von Störfällen abgeleitete Konzentration eines Stoffs. Nach diesem Konzept sollte es möglich sein, bei einer Exposition bis zur Höhe des IDLH die Flucht zu ergreifen, auch dann, wenn ein Atemschutzgerät ausfällt, ohne bei einer bis zu 30 Minuten lang anhaltenden Exposition gegen diesen Stoff lebensbedrohliche oder sonstige schwere Gesundheitseffekte zu erleiden. Es kann sich auch um eine andere internationale oder nationale Vorgabe handeln, die zur Vermeidung von Gesundheitsschäden Grenzwerte von Reizstoffen in Einwirkkonzentrationen, auch unter Umständen mit Einwirkzeiten vorgibt, die als Maximalgrenzwert dienen.

Unter Erstfreisetzungsmenge versteht man deshalb die höchstzulässige oder vorgegebene Reizstoffmenge, die zur Reizstofffreisetzung für das gesamte Raumvolumen zur Erstabwehr von Personen nötig ist.

Im Gegensatz dazu ist die Nachdosierungsmenge, die nach einem bestimmten Zeitraum, der Konzentrationshaltezeit, durch Reizstoffniederschlag, Luftzirkulationsverlust sowie Reizstoffhydrologisierung ausgeglichen wird, um die erste Freisetzungskonzentration wieder zu erreichen. Aus Sicherheitsgründen ist es sinnvoll den maximal zulässigen Wert zu unterschreiten. Bei der Freisetzung von CS- Reizstoff wurden auch bei geringeren als den maximal zulässigen Konzentrationen gute Abwehreigenschaften festgestellt.

Um die größte Wirksamkeit ohne Körperverletzung bei der Personenabwehr in Räumen, z.B. beim Einsatz von CS-Reizstoff zu erreichen, sollte eine Raumkonzentration von unter 2 mg/m ³ freigesetzt und über einen Zeitraum von mindestens 20 Minuten gehalten werden.

Handelsübliche Reizstoffsprayflaschen entsprechen mit ihrem Inhalt nur äußerst selten der erforderlichen und zulässigen Menge für ein bestimmtes Raumvolumen.

Ihre Inhalte an Wirkstoff sind willkürlich festgelegt und haben keinen Bezug zum Raumvolumen des Freisetzungsortes. Beim Entleeren einer handelsüblichen Reizstoffsprayflasche in Räumen kann es sowohl zu einer gesundheitsgefährdenden Konzentrationsüberschreitung als auch zu einer wirkungslosen Konzentrationsunter- schreitung kommen. Abgesehen davon ist die Freisetzung oft direkt auf die Person gerichtet, sodass es zu örtlich unterschiedlichen Gefährdungswerten kommen kann. Um punktuelle Konzentrationsüberschreitungen zu minimieren oder auszuschließen, muss die zu steuernde oder zu regelnde Reizgasfreisetzungsanlage über ein ausreichend weit verzweigtes Austragungssystem verfügen, dass eine homogene Verteilung gestattet.

Die Steuerung zur Dosierung der Anreicherung der Raumluft mit Reizstoff erfolgt vorzugsweise über eine Zeitsteuerung eines Reizstoffaustrittsventils.

Zusätzlich ist es auch möglich, die Austrittsmenge an der Austrittsöffnung zu steuern, indem diese verengt oder erweitert wird.

Die Reizstofflösungskonzentration und Reizstofflösungsmenge kann vom Lieferanten handelsüblicher Reizstoffbehälter festgelegt oder definiert angemischt werden.

Ebenso ist das Treib- und/oder Lösungsgas, sowie unter Umständen die bei- gemengten Lösungsmittel und/oder Emulgatoren, in seinen (ihren) chemischen Zusammensetzungen und physikalischen Eigenschaften bekannt. Temperatur und Druck des Treibgases und die Größe der Leitungen, Ventile und Düsen sind mit ihren Durchlassmengen bekannt, mess- oder berechenbar.

Aus diesen Größen lässt sich berechnen oder aus Tests ermitteln, wie viel Reizstoff in einer Zeiteinheit, z.B. in Sekunden (mg/s), aus einem Vorratsbehälter zum Erreichen einer gewünschten Reizstoffkonzentration freigesetzt wird.

Durch die Steuerung des Reizstofffreisetzungsventils über eine Zeitsteuerung, z.B. Zeitrelais, Prozessor oder Uhrwerk usw., wird die öffnungszeit des Reizstofffreisetzungsventils auf die Freisetzungsmenge entsprechend dem Raumvolumen unter dem gesundheitlich unbedenklichen Grenzwert begrenzt.

Unter dieser Art der Freisetzung, die die maximal zulässige Menge Reizstoff im Verhältnis zum Raumvolumen beim Beginn der Abwehr freisetzt, versteht man allgemein den Vorgang der Erstanreicherung.

Nachdem der Reizstoff freigesetzt wurde, beginnen die jeweils vorhandenen Einflussfaktoren wie Reizstoffniederschlag, Lüftungsverlust, z.B. durch Undichtheit der Räume und Hydrologisierung des Reizstoffs zu wirken. Wird dem nichts entgegengesetzt, wird die freigesetzte Reizstoffkonzentration in Abhängigkeit von ihrer Einwirkzeit bis zur Wirkungslosigkeit verringert.

Um einen wirkungsvollen Raumschutz und somit eine Personenabwehr über einen längeren Zeitraum zu erreichen, müssen die Reizstoffkonzentrationsverluste der Raumluft durch eine Ergänzungsfreisetzung nach einer bestimmten Zeit, der Sperrzeit, durch Freisetzen einer Nachdosierungsmenge ausgeglichen werden.

Unter Ergänzungsfreisetzung versteht man die Freisetzung einer präzisen Reizstoffmenge, die den Verlust an Reizstoff ausgleicht, der in der Zeit von der Erstfreisetzung bis zur Ergänzungsfreisetzung eingetreten ist. Sie dient der Erreichung der Reizstoffkonzentration der Erstfreisetzung in der Raumluft, um somit die Abwehrwirkung in derselben Stärke der Erstfreisetzung wieder zu erzielen.

Bei der Ergänzungsfreisetzung wird die Ergänzungsmenge freigesetzt, die nach einem bestimmten Zeitraum der Konzentrationshaltezeit durch Reizstoffniederschlag, Luftzirkulationsverlust sowie Reizstoffhydrologisierung ausgeglichen wird, um die Erstfreisetzungskonzentration wieder zu erreichen.

Die Niederschlagsverluste von Reizstoff in einer Zeiteinheit sind als physikalische Größe bekannt, sie betragen z.B. bei CS 33% der Freisetzungsmenge, innerhalb von 2 Stunden sind das 0,275% pro Minute.

Der Lüftungsverlust ist bauphysikalisch zu ermitteln oder einzuschätzen. Er fließt in die Berechnung der Nachdosierungsmenge mit einem Verlust (mg/m ³ ) je Zeiteinheit in die Nachdosierungsmenge ein.

Die Zeiteinheit ist dabei die Zeit, die zwischen Erstdosierung bis zum Nach- dosierungszeitpunkt vergangen ist.

Die Hydrologisierung von Reizstoff, welche manche Reizstoffarten aufweist, fließt in die Nachdosierung mit ihrer Halbwertszeit, z. B. von 14 Minuten bei CS, bezogen auf den Nachdosierungszeitpunkt, ein.

In Abhängigkeit von der Größe der Einflussfaktoren und der geforderten Abwehrwirksamkeit mit einer erforderlichen Konzentration unterhalb der nichtletalen und dadurch zulässigen Konzentration als Maximalmenge und geforderte Wirkungsstärke, in Folge Minimalkonzentration, ergibt sich der Zeitpunkt der Nachdosierungs- menge und des Nachdosierungszeitpunktes.

Der Zeitraum zwischen der Erstfreisetzung und der Nachdosierung ist die Sperrzeit, in der das Zeitrelais zur Auslösung gesperrt ist. Sie beginnt nach Freisetzen der Erstauslösung und endet am Nachdosierungszeitpunkt, an dem die Freisetzung der Nachdosierungsmenge beginnt. Der Nachdosierungszeitpunkt ist erreicht, wenn die Einflussfaktoren die Reizstoffkonzentration soweit gemindert haben, dass die Untergrenze der gewünschten Wirksamkeit und der damit verbundenen Konzentration erreicht ist.

Die Nachdosierungszeit ist demzufolge die Zeit, in der das Reizstofffreisetzungsventil für die Nachdosierung geöffnet ist. Es bleibt so lange geöffnet, wie es zur Freisetzung der Nachdosierungsmenge erforderlich ist.

Befinden sich die Treibgasbehälter bei Zumischanlagen oder die Vo rratsbe hälter mit Treibgaslösungsmittel und Reizstoff in Räumen mit Temperaturschwankungen, verändert sich in Folge der Treibgasdruckveränderung die Austragungsmenge bezogen auf die Zeiteinheit.

Diese druckverursachte Austragungsveränderung lässt sich treibgas- oder lösungs- gasbezogen in so genannten Druck-Temperatur-Diagrammen, die für die Gasarten bekannt sind, ermitteln.

Bei ansteigenden Temperaturen steigt der Druck, bei sinkenden Temperaturen fällt der Druck. Somit steigt oder fällt die Freisetzungsmenge in gleicher Zeiteinheit.

Diese Vorgänge werden durch Zuschalten einer Temperaturmesseinrichtung zur Beeinflussung der Zeitsteuerung ausgeglichen. Die öffnungszeiten für das Reizstoff- ventil werden entsprechend den Temperaturveränderungen verkürzt oder verlängert.

Bei Wärme verkürzt und bei Kälte verlängert sich die öffnungszeit, sodass damit die Erstfreisetzungs- und Nachdosierungswerte unabhängig von temperaturbedingten Druckveränderungen erreicht werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Temperaturveränderung und die damit verbundene Druckveränderung sowie Austragungsveränderung durch Einsetzen eines Bimetalls oder Flüssigkeitsthermostaten in das Leitungssystem oder in die Austrittsöffnung auszugleichen, um diese thermodynamisch verändern.

Der Flüssigkeitsthermostat oder das Bimetallelement verengt dabei selbsttätig den Maximalquerschnitt, der bei der niedrigsten Temperatur zur notwendigen Freisetzung erforderlich ist. Der Reizstoffdurchlass wird bei Temperatur- und Druckerhöhung so verengt, dass die durch den Druckanstieg erhöhte Durchflussmenge kompensiert wird.

Dabei ist konstruktiv festzulegen, dass der Maximalöffnungsquerschnitt des Thermostaten kleiner ist als der öffnungsquerschnitt des öffnungsventils oder der Austrittsöffnung.

Eine weitere vorteilhafte Lösung, die z.B. für mobile Reizstoff/Reizgas-Freisetzungsanlagen geeignet ist, ist die Steuerung der Austragungsmenge an Reizstoff/Reizgas durch einen Reizstoffsensor. Bei der Erstfreisetzung und der Nachdosierung geben ein oder mehrere Reizstoffsensoren ihr Korrektursignal an die Steuereinheit ein, wenn der gewünschte Wert oder der Grenzwert oder der gesundheitliche Grenzwert in der mit Reizstoff anzureichenden Luft erreicht ist.

Bei dieser Arbeitsweise müssen durch fortlaufende Reizstoffkonzentrationsmessungen der Raumluft und Programmgestaltung im Prozessor Verteilungs- austragungsmengenunterschiede ausgeglichen werden. Derartige Verteilungs- unterschiede treten bei der Erstfreisetzung und Nachdosierung auf, bis sich der Reizstoff von der Austragungsöffnung relativ homogen in der Raumluft verteilt hat. Durch den Einsatz mehrerer Reizstoffsensoren und Vernetzungsprogrammierung können relativ homogene Reizstoffverteilungen erzielt werden.

Im Gegensatz zur vorbeschriebenen Erfindung lassen die eingangs genannten herkömmlichen Reizstoffsprühanlagen und Reizstoffnebelanlagen die Raumgröße bei der Freisetzung unberücksichtigt, d.h. es erfolgt eine bloße und damit willkürliche Freisetzung der Reizstoffe. Bei einer das Raumvolumen nicht berücksichtigenden Freisetzung von Reizstoffen bestehen jedoch einerseits die Gefahr einer über- schreitung der Grenzwerte mit der Folge von Gesundheitsschäden und andererseits die Gefahr einer Unterschreitung der gewünschten Konzentration mit der Folge der Wirkungslosigkeit der Anlage. Die herkömmlichen Anlagen sind daher zur Personenabwehr in Räumen grundsätzlich nicht geeignet. Ebenso bleiben bei den bekannten Anlagen die stoff-, anlagen- und umweltbedingten Einflussfaktoren auf die Konzen- tration eines Reizstoffes in einem Raum unberücksichtigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheiden sich daher von den herkömmlichen Systemen durch das Vorsehen einer

Dosierung bei der Erstfreisetzung als auch durch Nachdosierungen - im Gegensatz zu einer bloßen Einmalfreisetzung von Reizstoffen mit den oben beschriebenen Problemen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

An Hand von Zeichnungen wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die grundsätzliche Arbeitsweise der Dosiersteuerungsanlage mit Prozessor und Thermosensor, und

Fig. 2 die Arbeitsweise der Steuerung mit Prozessor und Thermostat.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFüHRUNGSBEISPIELEN

Das Beispiel wird an Hand der Verwendung eines CS-Reizstoffes in Fig. 1 und Fig. 2 erklärt. Es sind aber auch alle an deren Arten von Reizstoffen und Reizgasen einsetzbar.

Bei der Freisetzung von CS-Reizstoff als ein nichtletales, nichtverletzendes Wirkmittel (Non Lethal Weapons) zur Abwehr von Personen innerhalb von Räumen 1 darf nur eine dosierte Menge CS-Reizstoff freigesetzt werden, die einen Gesundheitsschaden ausschließt.

Gleichzeitig müssen zur Erzielung einer hohen Abwehrwirksamkeit möglichst hohe oder vorgegebene Konzentrationen freigesetzt werden.

Der Grenzwert, bei dem sich eine Person ohne Gesundheitsschäden der Einwirkung von CS 30 Minuten aussetzen kann, ist z.B. gemäß IDLH-Wert eine Konzentration von 2 mg/m ³ CS-Reizstoff in der Raumluft. Bei undosierter Freisetzung von CS aus einem Vorratsbehälter kann je nach Vorratsmenge und Raumgröße die Personenabwehr wirkungslos oder verletzend sein, einzig allein die Dosierung von CS als Raumluftanteil ist entscheidend.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Abwehrwirksamkeit über einen längeren Zeitraum muss sich die CS-Reizstoffkonzentration nahe dem Grenzwert befinden und gehalten werden. Dem entgegen steht die Hydrolyse von CS mit der Luft- feuchtigkeit, die zu den abwehrunwirksamen Stoffen o-Chlorbenzaldehyd und Malonsäuredinitril führt. Dabei beträgt die Halbwertzeit ca. 14 Minuten.

Zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen CS-Konzentration nach einer Erstfreisetzung T _E über einen längeren Zeitraum ist eine Nachdosierung T _N erforderlich, die den Hydrologisierungsverlust ausgleicht.

Durch die Verwendung von Treib- und/oder Lösungsgasen zur Freisetzung und Feinstverteilung von CS-Reizstoffen verändern sich die Freisetzungsmengen entsprechend den Temperaturveränderungen der Gase und den dadurch verursachten Druckänderungen der Gase.

In Folge der temperaturbedingten Druckschwankung verändert sich auch die Austragungsmenge des beigemengten CS-Reizstoffes innerhalb des gleichen Freisetzungszeitraumes.

Bei hohen Temperaturen mit hohen Gasdrücken und hoher Austraggeschwindigkeiten kann der Grenzwert von 2 mg/m ³ überschritten werden. Bei niedrigen Temperaturen kann die Austragungsmenge für eine Wirksamkeit zu gering sein.

Zur Erzielung einer wirksamen Personenabwehr ist es deshalb erforderlich, die Konzentration an CS-Reizstoff an der Grenze von 2 mg/m ³ oder eine andere vorgegebene Konzentration über einen längeren Zeitraum zu halten, ohne diesen zu überschreiten.

Mit einer Sprüheinrichtung 2 wird in einen Raum 1 eine ausreichende Menge Reizstoff zu Abwehr von Eindringlingen abgegeben und über eine längere Zeit, z.B. 30 min aufrecht erhalten.

Die Sprüheinrichtung 2 besteht aus einem Vorratsbehälter 3, der aus einer Druckgasflasche oder einem Vorratsbehälter in einer Verteilungsanlage besteht, bei der über ein Ventil 4 die Reizstoffe einer oder mehreren Austrittsdüsen 5 zugeführt wird. Das Ventil 4, beispielsweise ein Magnetventil, ist steuerbar. Es ist aber auch möglich die Durchflussmenge und/oder die öffnung der Austrittsdüse 5 zu steuern.

Ausgelöst durch einen Sensor 6, z.B. einen Einbruchsmelder, eine Lichtschranke, usw., wird über ein Einschaltsignal 12 eine Steuereinheit 7 aktiviert, die dann in Abhängigkeit von festen Größen S _F und variablen Größen S _v das Ventil 4 steuert. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 erfolgt die Steuerung ausschließlich über die Zeit t, in der das Ventil 4 öffnet und schließt.

In einem ersten Zeitintervall T _E für die Erstfreisetzung wird der Raum 1 mit einer vorgegebenen Abwehrdosis angereichert.

In Abhängigkeit von verschiedenen Einflussfaktoren sinkt die Dosis und muss nach einer bestimmten Zeit t in einem oder mehreren Zeitintervallen T _N nachdosiert werden.

Die Einflussfaktoren sind sowohl Stoff- und anlagenbedingt als auch durch Umgebungseinflüsse veranlasst.

Stoff- und anlagenbedingte Einflussfaktoren sind zum Beispiel: - Reizstoffart

- Reizstoffniederschlag

- Reizstoffkonzentration

- Hydrologisierung von Reizstoff

- Freisetzungsmenge pro Zeiteinheit

Umgebungsbedingte Einflussfaktoren sind zum Beispiel: Raumgröße

- Temperatur des Treibgases und damit verbundener Verdampfungsdruck

- Luftbewegung durch Raumöffnungen

Für die Steuerung sind die Einflussfaktoren in fest voreinstellbare Steuergrößen S _F und variable, sich während des Betriebes veränderbare Steuergrößen S _v eingeteilt.

Zu den variablen Größen S _v zählen die Temperatur und die Luftbewegung, wobei es ausreicht nur die Temperatur über einen Thermosensor 8 zu messen, die dann als Korrektursignal 13 in die Steuereinheit 7 eingeht. Die mögliche Luftbewegung ist bautechnisch berechenbar und als feste Größe für die jeweilige Anlage zu berück- sichtigen.

Sollte eine Klima- und Lüftungsanlage in dem zu kontaminierenden Raum 1 installiert sein, bei der die Raumluft durch einen Lüfter in bestimmten Abständen ausgetauscht wird, kann dieser Luftaustausch zusätzlich als Steuergröße S _v für die Steuereinheit 7 berücksichtigt werden (z.B. fließt ein Strom durch den Lüfter oder nicht).

Die Steuergrößen S _F , S _V werden über einen Rechner 9 erfasst und bewertet. Der Rechner 9 legt die notwendigen Zeiten T für die Erstdosierung T _E und die Nachdosierung T _N fest und ein Zeitgeber 10 steuert das Ventil 4.

über eine Energieversorgung 11 wird der Dosierungssteuerung die notwendige Energie zugeführt.

In Fig. 2 wurde an Stelle des Thermosensors 8 ein Thermostat 12 in das Leitungssystem der Sprühanlage 2 eingesetzt, der die Durchflussmenge infolge der temperaturbedingten Druckveränderung vergrößert oder verkleinert.

Alle anderen Einflussfaktoren werden über die Steuereinheit 7 gesteuert, indem das Ventil 4 zeitabhängig öffnet und schließt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Raum

2 Austragungseinrichtung

3 Vorratsbehälter

4 steuerbares Ventil

5 Austrittsöffnung

6 Auslösesensor / Auslöser

7 Steuereinheit

8 Thermosensor

9 Rechner

10 Zeitgeber

11 Energieversorgung

12 Einschaltsignal

13 Korrektursignal

14 Thermostat