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Die Erfindung betrifft einen Feuerlöschkörper gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Bekannte Feuerlöschmittel, wie normales Wasser
ohne und mit Schaumbildungsmitteln, gasförmige Löschmittel und pulverförmige Löschmittel weisen,
wenn sie als für
sich alleine verwendet werden, bei der Bekämpfung von großflächigen und
mit hoher Flamme brennenden Bränden,
z.B. Waldbränden,
mehrere wesentliche Nachteile auf:
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Bei einer Feuerbekämpfung aus
der Luft gelangen die Löschmittel
gar nicht bis in den Brandherd, sondern verdampfen schon oberhalb
der Baumkronen. Um diesen Nachteil zu kompensieren, werden lokal
größere Mengen
der Feuerlöschmittel eingesetzt,
was aber die Kosten der Feuerbekämpfung
unnötig
erhöht
und bei manchen Feuerlöschmitteln
den Boden nachhaltig belastet.
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Die Feuerbekämpfung vom Boden aus Boden
ist durch die große
Hitzeentwicklung lebensgefährlich
und ist – abgesehen
von der Bildung von Schneisen, die das Feuer in seiner Ausbreitung
einschränken – ebenfalls
uneffektiv, da man nicht an den Brandherd gelangt. Außerdem wird
das Feuer nur im unteren Bereich der Bäume bekämpft, so daß sich das Feuer über die
Baumkronen ungehindert weiterverbreiten kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Mittel zur Feuerbekämpfung
aus der Luft bereitzustellen, das nicht bereits über dem Brandherd verdampft,
sondern gezielt in vorbestimmter Höhe über dem Boden und/oder am Boden
des Brandherdes seine Wirkung entfaltet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Feuerlöschkörper nach
Anspruch 1 gelöst.
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Ein erfidnungsgemäßer Feuerlöschkörper umfaßt eine Kapsel und ein in der
Kapsel enthaltenes, aus diesem freisetzbares Feuerlöschmittel.
Die Kapsel sorgt dafür,
daß das
Feuerlöschmittel,
das in ihr enthalten ist, bis zum Brandherd befördert wird. Dabei kann das
Feuerlöschmittel über dem
Boden freigesetzt werden, wenn die Kapsel beispielsweise gezielt
bei einer bestimmten Temperatur zerstört wird oder wenn die Kapsel
porös ist,
wobei sie im letztgenannten Fall z.B. ein feuerlöschendes Gas, wie Kohlendioxid
oder ein Gas vom Halon-Typ, freisetzen kann. Alternativ die Kapsel
bis zum Boden gelangen und dort beispielsweise durch den Aufprall
zerstört werden.
Dadurch wird es möglich,
das Feuer am Ort seiner Entstehung, bei einem Waldbrand z. B. in
der Höhe
der Bäume,
zu bekämpfen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
2 bis 29 angegeben.
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Die Kapsel kann aus Metall, Keramik,
Glas, Papier und/ oder Kunststoff bestehen (Anspruch 2). Die Wahl
des Materisals wird dabei von der Art des einzuschließenden Feuerlöschmittels
und von dem Erfordernis diktiert, bei welcher Höhe über dem Boden und durch welchen
Mechanismus die Kapsel das Feuerlöschmittel freigeben soll. Eine
Kapsel aus Papier, die beispielsweise pulverförmiges Löschmittel enthalten kann, wird
z.B. im oberen Bereich der Flammen unter Freisetzung des Feuerlöschmittels zerstört. Feuerfestes
Glas kann bis zum Boden gelangen und dort durch Aufprall zerstört werden.
Bei der Verwendung von Kunststoffen als Kapsel läßt sich die Temperatur der Zerstörung und
damit die Höhe über dem
Boden, bei der das Feuerlöschmittel freigesetzt
wird, über
den Flammpunkt des Kunststoffmaterials steuern. Kapseln aus Metall
und Keramik eignen sich für
eine gezielte explosionsartige Zerstörung (siehe Anspruch 6). Keramik
kann auch eine poröse
Kapsel bereitstellen.
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Die Größe der Kapseln des erfindungsgemäßen Feuerlöschkörpers können im
Bereich von Mikrokapsel- bis zu Fussballgröße liegen (Anspruch 3). Die
Größe richtet
sich in erster Linie nach der Art des Kapselmaterials und des in
der Kapsel enthaltenen Feuerlöschmittels.
So können
beispielsweise Wasser und wässrige
Schaumlöschmittel
in organischen Mikrokapseln untergebracht werden, während für gasförmige Feuerlöschmittel,
wie CO2 oder Feuerlöschmittel vom Halon-Typ, makroskopische
gasdichte oder auch poröse
Kapseln aus Keramik oder Glas verwendet werden, in welche das gasförmige Löschmittel
einzeln eingeführt
wird.
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wenn die Kapsel in der Feuerzone
auf dem Weg zum Boden das Feuerlöschmittel
freisetzen soll, kann sie z. B. aus einem Material sein, das durch
die Wärmeeinwirkung
des Feuers zerstört
werden kann (Anspruch 4). Hierzu eignen sich Papier, das für eine höhere Wärmebeständigkeit
beschichtet sein kann, Kunststoffe, die einen großen Bereich
von Flammpunkten umfassen können,
oder niedrig schmelzendes Glas.
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In einer alternativen Ausführungsform
des Feuerlöschkörpers wird
die Kapsel durch einen Aufprall am Boden zerstört (Anspruch 5). Hierzu eignen sich
besonders Kapseln aus relativ feuerfestem, aber sprödem Glas
und dünne
Keramickapseln sowie spröde
Metallfolien.
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Weiter kann der erfindungsgemäße Feuerlöschkörper eine
Sprengkapsel und einen von der Sprengkapsel zündbaren Explosivstoff umfassen. Die
Sprengkapsel kann dabei durch die Wärmeeinwirkung des Feuers oder
durch eine Zündschaltung gezündet werden
und so die Kapsel zerstören.
Diese Ausführungsform
ist insbesondere bei Kapselmaterialien aus Metall, Keramik und Glas
vorteilhaft, wenn deren Inhalt (das Feuerlöschmittel) durch das Sprengen
in die Umgebung verteilt werden soll.
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Auch poröse Kapseln, in der Regel aus
Keramik, können
eingesetzt werden. Eine solche poröse Kapsel kann, wenn sie mit
einem gasförmigen
Feuerlöschmittel
gefüllt
ist, auf ihrem Weg durch das Feuer und dann weiter am Boden das
gasförmige
Feuerlöschmittel über einen
längeren
Zeitraum hinweg ausströmen
lassen (Anspruch 9).
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Wasser ist natürlich ein bevorzugtes Feuerlöschmittel
im erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper (Anspruch
10), da es durch seine hohe Verdunstungswärme dem Feuer viel Wärme entzieht.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung von Wasser
als Feuerlöschmittel
besteht darin, daß dieses
in einer geeigneten Kapsel bis an den Brandherd, beispielsweise
die brennenden Bäume, getragen
werden kann.
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Auch CO2 kommt
als Feuerlöschmittel
im erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper in
Frage (Anspruch 11). Es erstickt den Brand durch Verdrängung des
Luftsauerstoffs. Da für
diesen Effekt jedoch 30 bis 50 Volumenprozent CO2 benötigt werden,
wird man es in der Praxis vorzugsweise in Kombination mit anderen
Feuerlöschmitteln
verwenden.
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Ebenfalls gasförmige Feuerlöschmittel
vom Halon-Typ oder einem äquivalenten
multi-bis perhalogenierten Alkan- Typ
sind als Feuerlöschmittel
für die
vorliegende Erfindung besonders geeignet. Sie zerfallen in der Flamme
in Radikale, die als Radikal-Fänger
in die Kettenreaktion der Verbrennung eingreifen und so den Brand
zum Erliegen bringen. Ihre Löschkonzentration
ist viel niedriger als diejenige von CO2,
nämlich
3 bis 4 Volumenprozent in der Luft. Beispiele für Halone sind das Halon 1211 (CBrClF2) und das Halon 1301 (CBrF3).
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Auch pulverförmige Feuerlöschmittel
können in
den Feuerlöschkörpern gemäß der Erfindung
eingesetzt werden (Anspruch 13). Diese wirken auf unterschiedliche
Weise. Zum Beispiel können
Feuerlöschmittel,
die ein Carbonat enthalten, unter Wärmeeinwirkung CO2 freisetzen
(Anspruch 14). Ein solches Feuerlöschmittel würde in einem erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper beim
Eintritt in die heiße Flammen-Zone
seine ihn umgebende Kapsel, die in diesem Fall nicht zu stabil gewählt wird,
sprengen und das Kohlendioxid und im Fall von Ca(HCO3)2 auch Wasser freisetzen.
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Ein weiteres pulverförmiges Feuerlöschmittel,
das eingesetzt werden kann, besteht aus einem Gemisch aus Ammoniumsulfat
und Ammoniumphosphaten (Anspruch 15). Ein solches Gemisch schmilzt bei
Feuertemperaturen und sperrt den Brandherd ab, wenn es sich über diesen
legt. Mit einer Sprengkapsel, wie in Anspruch 6 beschrieben, könnte dafür gesorgt
werden, daß sich
die geschmolzene Mischung aus Ammoniumsulfat und Ammoniumphosphat
in feinen Teilchen über
die Bäume
ergießt.
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Gegebenenfalls können im erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper auch
Chlorid-Kunststoff-Gemische, wie sie bei brennenden Metallen eingesetzt werden,
verwendet werden, da diese ebenfalls eine Decke über brennende Gegenstände ziehen
und diese somit vom Luftsauerstoff abschließen (Anspruch 16). Wiederum
ist es von hohem Vorteil, wenn dieses Gemisch zunächst eingekapselt
in die Nähe
der Brandherde gelangt und dort, vorteilhafterweise unter Verwendung
einer Sprengkapsel gemäß Anspruch
6, fein verteilt auf die brennenden Bäume und Büsche aufgebracht wird.
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Anstelle von reinem Wasser kann auch
ein Schaumlöschmittel
auf wässriger
Basis in dem erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper verwendet
werden (Anspruch 17). Als Schaumbildner können hydrolysierte Proteine,
häufig
kombiniert mit Fluortensiden, verwendet werden. Die feuerlöschende
Wirkung des Schaumes beruht auf Absperr- und Kühleffekten. Es ist unmittelbar
einsichtig, daß beim
Einsatz von Schaumlöschmitteln
diese direkt an den Brandherd gebracht werden müssen, wie dies mit den erfindungsgemäßen Feuerlöschkörpern möglich ist.
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Eine weitere Klasse von in den erfindungsgemäßen Feuerlöschkörpern einsetzbaren
Feuerlöschmitteln
sind Explosivstoffe (Anspruch 18). Die Verwendung von Explosivstoffen
ist vor allem aus der Löschung
von Ölbohrloch-Bränden bekannt,
wo die Explosion die Flamme "ausbläst". Auch bei der Waldbrandbekämpfung ist
ein solches "Ausblasen" von Flammen vorstellbar,
insbesondere dann, wenn erfindungsgemäße Feuerlöschkörper eine ggf. (fernauslösbare) Zündschaltung
mit Zeitglied umfassen (Anspruch 23), so daß durch gleichzeitige (Fern)auslösung einer
hohen Zahl von Kapseln eine starke Explosionswelle entstehen kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn
der Explosivstoff eine bei der Explosion sauerstoffverbrauchendes
Chemikalie ist (sogenannte "negative" Sauerstoffbilanz).
Auf diese Weise wird den Flammen noch zusätzlich Sauerstoff entzogen.
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Ein solcher Expolsivstoff ist bespielsweise Wasserstoff
oder Hydrazin (Anspruch 20), die, wenn sie z.B. aus einer dünnen Metallkapsel
mittels einer Sprengkapsel freigesetzt werden, Sauerstoff explosionsartig
unter Bildung von Wasser bzw. Wasser und Stickstoff verbrauchen.
Weitere Beispiele für
Explosivstoffe mit negativer Sauerstoffbilanz sind Trinitrotoluol
("TNT") und Pikrinsäure.
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Es ist natürlich auch möglich, daß eine Mehrzahl
unterschiedlicher Feuerlöschmittel
in Kombination in einem erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper eingesetzt werden (Anspruch
21). So könnte
beispielsweise ein Explosivstoff neben einem Carbonat in einem erfindungsgemäßen Feuerlöschkörper vorliegen.
Dies hätte
den Vorteil, daß die "Ausblas"-Wirkung des Explosivstoffes durch die "Erstickungs"-Wirkung des CO2 verstärkt
wird.
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Wo mit einer von einer Zündschaltung
aktivierbaren Sprengkapsel gearbeitet wird, kann ein Empfänger in
dem Feuerlöschkörper enthalten
sein, der die Zündschaltung
auslöst.
Die Sprengung der Kapsel kann so ferngesteuert in einer Höhe über dem Boden
durchgeführt
werden, die beispielsweise visuell überwacht wird.
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Die Zündschaltung kann auch ein Zeitglied umfassen,
mit dem die Auslösung
der Sprengung der Kapsel um eine bestimmte, ggfs. programmierbare Zeit
verzögert
werden kann. Die Programmierung der Zeitglieder wiederum kann durch
ein Funksignal erfolgen. Dabei sind verschiedene zeitliche Abläufe der Zündung verwirklichbar:
Entweder werden alle Feuerlöschkörper mit
einer konstanten Zeitverzögerung nach
dem Abwurf aus einem Luftfahrzeug gesprengt, oder es wird nach dem
Abwurf mit einem Funksignal über
die Empfänger
den Zeitgliedern der Feuerlöschkörper eine
individuelle Zeitverzögerung
bis zur Zündung
einprogrammiert. Letzteres ermöglicht
eine Brandkämpfung
in unterschiedlichen Höhen über dem
Boden und auch eine Brandbekämpfung
am Boden selbst, wenn die Zeitverzögerung länger ist als die Flugzeit des
Feuerlöschkörpers.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt die Verwendung eines
erfindungsgemäßen Feuerlöschkörpers insbesondere
bei der Bekämpfung
von Bränden
aus der Luft, z.B. von Bränden
an schwer zugänglichen
Orten und von Waldbränden
(Anspruch 27) .
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Zur Bekämpfung von derartigen Bränden sind
erfindungsgemäße Feuerlöschkörper sehr
flexibel gestaltbar. So können
zur Bekämpfung
von Bränden
aus der Luft mehrere unterschiedliche Feuerlöschkörper abgeworfen werden, die
in verschiedenen Höhen über dem
Boden und ggf. auch am Boden ein Feuerlöschmittel freisetzen (Anspruch
28).
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Wie bereits oben angesprochen, können die Kapseln
unterschiedliche Materialien und unterschiedliche Durchmesser und
auch unterschiedliche Wanddicken aufweisen, die von der jeweiligen
Aufgabenstellung (keine Zerstörung
oder Zerstörung
bei einer festgesetzten Temperatur oder durch Sprengung) und dem
darin eingeschlossenen Feuerlöschmittel abhängig sind.
Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig
gezielt in verschiedenen Höhen
eine Feuerbekämpfung
vorzunehmen. Beispielsweise könnte
man zuerst eine Pufferwolke im Baumkronenbereich erzeugen, die aus
nicht brennbaren Gasen besteht. Kurz darauf könnten im unteren Bereich Feuerlöschmittel
freigesetzt werden, die Sauerstoff verbrauchen.
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Für
eine sichere Feuerbekämpfung
ist eine möglichst
gleichmäßige Verteilung
der Feuerlöschkörper im
Feuerbekämpfungsgebiet
und zum Teil eine zeitlich verzögerte
Freisetzung von Feuerlöschmittel
aus den Kapseln von Vorteil. Bei der Durchführung könnte das so aussehen, daß ein Hubschrauber mit
einer passenden Dosier- und Streuvorrichtung das Feuer "straßenweise" bekämpft, so
daß die
Wirkung des eingesetzten Feuerlöschmittels
zur Bildung von angrenzenden oder geringfügig überlappenden "Straßen" bestehen bleibt.
Bei kleineren Brandherden könnte
der Hubschrauber spiralförmig
von der Mitte des Brandherdes aus die Feuerlöschkörper verteilen. Bei größeren Herden
müßten mehrere
Hubschrauber hintereinander und zeitlich leicht versetzt gemeinsam
das Feuer bekämpfen.
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Am wirkungsvollsten ist eine Optimierung des
Brandbekämpfungsverfahrens
mittels einer automatischen Dosier- und Streuvorrichtung, die von einem
Flugzeug bzw. Hubschrauber getragen wird. Gesteuert werden könnte eine
derartige automatische Vorrichtung durch Befehle von Funksensoren, die
z.B. in regelmäßigen Abständen abgeworfen
werden und während
ihres freien Falls ein vertikales Temperaturprofil des Brandherdes
zu der automatischen Dosier- und Streuvorrichtung im Flugzeug oder
Hubschrauber senden (Anspruch 29).
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1:
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Feuerlöschkörpers im
Schnitt und
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2:
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Feuerlöschkörpers im
Schnitt.
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Der in 1 dargestellte
Feuerlöschkörper 10 wird
nach außen
durch eine kugelförmige
Kapsel 12 begrenzt. Die Kapsel 12 kann aus Metall,
Keramik, Glas oder Kunststoff bestehen. Sie ist mit einem nicht-explosiven
Feuerlöschmittel 14 gefüllt. Eine
in der Kapsel 12 enthaltene Sprengkapsel 16 und
einem Explosivstoff 15 ist mit einer mit einem Funkempfänger 26 versehenen,
fernsteuerbaren Zündschaltung 18 verbunden.
Die Zündschaltung 18 enthält außerdem ein
durch das Funksignal programmierbares Zeitglied 28.
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In einer nicht gezeigten Ausführungsform
ist das Feuerlöschmittel 14 selbst
eine Explosivstoff. Der Explosivstoff 15 kann dann entfallen.
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Eine Weise, den Feuerlöschkörper 10 gezielt zur
Explosion zu bringen, besteht darin, daß dessem Flughöhe nach
dem Abwurf mit Radar überwacht wird.
Wenn die Höhe
erreicht ist, bei der die Kapsel 12 zerstört werden
soll, wird ein Funkbefehl zu dem Empfänger 28 gesandt, welcher
die Sprengkapsel 16 aktiviert, was eine gezielte Explosion
des Feuerlöschkörpers 10 unter
Freisetzung des Feuerlöschmittels
verursacht.
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Alternativ ist es möglich, die
Zeitverzögerung der
Zerstörung
der Kapseln während
des Fluges der Feuerlöschkörper durch
Funksignal einzustellen.
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Das in 2 dargestellte,
ebenfalls explosive Ausführungsbeispiel
eines Feuerlöschkörpers 10 ist
von einer zylinderförmigen
Kapsel 20 umgeben, an der zur Flugstabilisierung mehrere
Flügel 22 und eine
Spitze 24 angebracht sind. Wie in 1 besteht die Kapsel 20 aus
Metall, Keramik, Glas oder Kunststoff und beherbergt bei 14 ein
Feuerlöschmittel.
In der Mitte der Kapsel 20 ist ein Zylinder 36 angeordnet.
Dieser enthält
einen Empfänger 26,
der Funksignale empfangen kann. Am unteren Ende des Zylinders 36 liegt
eine Sprengkapsel 30 vor. Ein zwischen Empfänger 26 und
der Sprengkapsel 30 angeordnetes programmierbares Zeitglied 28 steuert
den Zündzeitpunkt
der Sprengkapsel 30. Dabei kann das Zeitglied 28 so
programmiert sein, daß es
nach einer konstanten Zeitverzögerung
nach dem Abwurf aus einem Luftfahrzeug die Sprengkapsel 30 aktiviert, was
mit über
den Empfänger 26 funkprogrammierter Zeitverzögerung geschehen
kann. Alternativ können die
Zeitglieder 28 einzelner Feuerlöschkörper 10 für eine unterschiedliche
Zeitverzögerung
der Aktivierung der Sprenrkapseln 30 programmiert werden.
Ein Teil der Feuerlöschkörper 10 kann
so programmiert werden, daß er
erst nach dem Aufprall am Boden zerstört wird.
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Wenn es sich bei dem Feuerlöschmittel 14 nicht
um einen Explosivstoff handelt, enthält der Feuerlöschkörper 10 noch
zusätzlich
einen Explosivstoff 32, der für das Sprengen der Kapsel 20 sorgt.