DE2346435C3

DE2346435C3 - Selbstheizender Lockenwickler

Info

Publication number: DE2346435C3
Application number: DE2346435A
Authority: DE
Inventors: Pierre Alexandre; Bruno P. Morane
Original assignee: LOreal SA
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1979-01-11
Also published as: JPS4968860A; JPS5318939B2; CA1024847A; GB1438348A; DE2346435A1; DE2346435B2; FR2199643A5; US3913592A

Description

Die Erfindung betrifft einen sclbstheizenden Lockenwickler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gaining.

Es ist bekannt, die Haare feucht auf einen Lockenwickler aufzuwickeln und sie dann /u erwärmen, wodurch die aufgerollten Haare getrocknet und ein guter Halt der eingelegten Wellungen sichergestellt werden, Dabei kann die Wärmezufuhr beispielsweise mittels eines warmen Luftstroms erfolgen. Die dazu erforderlichen Geräte, beispielsweise Trockenhauben, sind jedoch im allgemeinen aufwendige Konstruktionen Und benöligen darüber hinaus im allgemeinen einen StromanschluQ.

Deshalb ist aus der FR-PS 14 84 481 ein selbstheizender Lockenwickler bekannt, der einen Katalysator für die Oxidation eines in Gasphase vorliegenden Brennstoffs enthält; dabei wird der Brennstoff in flüssiger Form im Innern eines mit einen Druckregler versehenen ^r> Behällers in dem Lockenwickler gespeichert Als Brennstoff wird zweckmäßigerweise ein Kohlenwasserstoff mit niedrigem Siedepunkt, beispielsweise Butan, verwendet.

Ein selbstheizender Lockenwickler der angegebenen

I" Gattung ist aus der DE-OS 20 40 0OJ bekannt Dabei handelt es sich um eine für die Praxis verwendbare Weiterentwicklung des Lockenwicklers nach der FR-PS 14 84 481. Bei diesem Lockenwickler ist der Brennstoff-Druckregler mit einer Düse mit sehr kleinem Öffnungs-

'■> ''urchmesser versehen, der beispielsweise mittels eines Laserstrahls erzeugt werden kann. Nachteilig ist bei einem solchen Lockenwickler, daß der durch die Düsenöffnung ausströmende gasförmige Brennstoff im wesentlichen konstant sein und den im Lockenwickler

■!" vorgesehenen Katalysator so erreichen muß, daß bei Berührung mit dem Katalysator die Verbrennung einwandfrei aufrechterhalten wird und ablaufen kann. Bei einer Düse mit sehr kleinem Öffnungsdurchmesser ist jedoch diese gleichmäßige Verbrennung des

-'< Brennstoffs an dem Katalysator nicht gewährleistet. Denn bei dem sehr geringen Durchmesser der Düse, der beispielsweise in de· Größenordnung von etwa 25 μίτι liegt, können in Höhe der Düsenöffnung befindliche, mikroskopisch kleine Staubteilchen den Strahl des

¹⁽¹ gasförmigen Brennstoffs ablenken, so daß kein gleichmaßiger Strom mehr auf den Katalysator trifft und also keine gleichmäßige Verbrennung mehr ablaufen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile einer Düse mit sehr kleinem öffnungs-

''■ durchmesser zur Verteilung des Brennstoffes zu vermeiden und statt dessen einen selbstheizenden Lockenwickler der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem sowohl eine Regulierung des Durchflusses des Brennstoffes als auch die gerichtete Führung des Brennstoffstroms zu dem Katalysator möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindung^cgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen

'· insbesondere darauf, daß statt einer Düse eine starre Leitung verwendet wird, die den Strom des Brenngases auf den Katalysator lenkt. Mittels einer solchen Leitung läßt sich der Gasstrom sowohl regulieren als auch sehr exakt richten, was bei dem bekannten selbstheizenden

'" Lockenwickler nicht möglich war. Dabei wird ein sehr gleichmäßiger Brennstoffstrom erhalten, so daß sich eine genau definierte, gleichmäßige katalytische Verbrennung ergibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt

^r' der Innendurchmesser der Leitung 0,1 mm bis 0,8 mm, insbesondere 0,4 mm; diese Werte stellen einen praktikablen Kompromiß dar, weil bei größerem Innendurchmesser für einen gegebenen Gasstrom die Ausströmgeschwindigkeit des Brennstoffs abnimmt. Zur

^(1|) Erreichung einer guten Verbrennung muß der auf den Katalysator auftreffende Gasstrom aus einer Mischung von 8 bis 12% Brennstoff, beispielsweise Butan, mit Luft bestehen, Nimmt nun die Ausströmgeschwindigkeit des Brenngases ab, so nimmt die Geschwindigkeit der

"' Mitnahme der anfänglich den Brenngasstrom umgebenden und sich schließlich mit ihm mischenden Luft zu, so daß die richtige Dosierung der Mischung Brennstoff/ Luft schneller erhalten wird: dies bedingt wiederum eine

starke Annäherung des Katalysators an die Mündung der Leitung. Da jedoch der Katalysator bei der Verbrennung Temperaturen in der Größenordnung von 700⁰C erreicht, ergibt sich sowohi durch Wärmeleitung längs der Leitung als auch durch Strahlung eine Aufheizung des Brennstoffbehälter, so daß Explosionsgefahr besteht. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, den öffnungsdurchmesser nicht zu groß zu machen. Verkleinert man andererseits den Durchmesser, so erhöhen sich die Gestehungskosten wesentlich; außer· dem wird dann die Gefahr einer Verstopfung größer. Die oben angegebenen Werte stellen also einen praktikablen Kompromiß dar.

Die Leitung kann aus einem Injektionsnadelstumpf aus nichtrostendem Stahl bestehen, wobei der Abstand zwischen dem Austrittsende der Leitung und der Mittelebene des in Form einer Pille verwendeten Katalysators in der Größenordnung von 1 mm bis 4 mm liegt.

Die Leitung trägt an ihrem Austrittsende eine mittels einer Quetschschel'e befestigte Klammer mit Armen zum Haltern der Katalysatorpille. Dadurch läßt sich einerseits die Katalysatorpille in dem gewünschten, sehr geringen Abstand von dem Austrittsende der Leitung anordnen, wobei sich andererseits auch jede Stützverbindung zwischen der Katalysatorpille und der Wand des Lockenwicklers erübrigt. Insbesondere der letzte Punkt ist sehr wesentlich, weil durch eine Stützverbindung örtlich Wärme auf einen Bereich der Wand des Lockenwicklers übertragen würde, so daß der Körper des Lockenwicklers und die auf ihn aufgerollten Haare durch Überhitzung beschädigt werden könnten.

Eine zweckmäßige Stützung der vom Gasstrom durchflossenen Leitung wird in den Ansprüchen 6 und 7 vorgeschlagen; dadurch wird gleichzeitig auch eine Wärmeschranke zwischen der Zone des Lockenwicklers, in der die Verbrennung stattfindet, und dem Brennstoffbehälter gebildet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs'eispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch einen selbstheizenden Lockenwickler gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 einen axialen Schnitt durch einen selbsiheizenden Lockenwickler gemäß einer zwtiten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 3 einen axialen Schnitt durch einen selbsthrizenden Lockenwickler gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Ein Lockenwicklerkörper 1 weist eine im wesentlichen zylindrische Wand aui, die auf ihrer Außenfläche regelmäßig verteilte Zapfen 2 trägt, deren Höhe von den Enden zum Mittelbereich des Lockenwicklers hin abnimmt. Die Zapfen 2 haben im wesentlichen Kegelstumpfform und sind auf jedem Teil des Umfangs des Lockenwicklers in fünf parallelen Reihen angeordnet. Der Lockenwicklerkörper 1 ist in seinem mittleren Bereich auf jeder Seite der mittleren Mantellinien der durch die kegelstumpfförmigen Zapfen 2 besetzten vier Zonen durch fünf Löcher 3 durchbohrt. Die Löcher 3 ermöglichen eine Belüftung des durch die zylindrische Wand des Lockenwicklers begrenzten Innenraums. An einem seiner Enden trägt der Körper 1 auf der Innenseite seiner Wand sechs Führungsrippen 4, die nach innen in den zylindrischen Innenraum 5 des Lockenwicklers vorstehet*.. An dem dem Ende mit den Führungsrippen 4 gegenüberliegenden Ende des Lokkenwicklers ist eine Verschlußkappe 6 angebracht, auf der die Seitenwand eines zylindrischen Behälters 7 befestigt ist. Die Kappe 6 bildet den Boden des Behälters 7; in ihrem mittleren Bereich trägt sie eine

"> Aussparung mit einem Vorsprung 8 in der Mitte. Auf ihrem Umfang weist die Kappe 6 Bohrungen 6a auf, die entsprechend der Belüftung durch die Löcher 3 eine Belüftung des Behälters 7 gewährleisten. In der Aussparung ist ein aus Kautschuk bestehender Veniil-

H) körper 9 eines herkömmlichen Ventils angebracht, das in seinem Innern eine Klappe 10 trägt, die an einer im Innern des Ventilkörpers 9 vorgesehenen Lagerung befestigt ist. Der Ventilkörper 9 wird durch den Vorsprung 8 auf der Kappe 6 gehalten; der Behälter 7

I^ kann über das Ventil durch eine Leitung 11 gefüllt werden, die mit der Lagerung der Klappe 10 in Verbindung steht. An dem der Kappe 6 gegenüberliegenden Teil des Behälters 7 ist eine aus einem Injektionsnadelstumpf aus rostfreiem Stahl bestehende

-'•ι Leitung 14 befestigt. Der Innendurchmesser der Leitung 14 beträgt etwa 0.4 mm. Die Achse ccr leitung 14 fällt im wesentlichen mit der Achse des Lockenwicklerkörpers 1. also der Achse seiner zylindrischen Wand, zusammen. In der Nähe des Endes der Leitung ;4, das

-"> dem Ende 14a gegenüberliegt, is! auf die Außenseite der Leitung 14 eine tulpenförmige Klammer 15 aufgebördelt. Die tulpenförmige Klammer 15 weist eine Quetschschelle 15j, welche die Verbindung mit dtr Leitung 14 gewährleistet, und vier Arme 15£> auf. die an

(·> ihren Enden eine aus Platinschwamm bestehende K.italysatorpille 16 mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Dicke von 1 mm halten. Die Mittelebene der Pille 16 verläuft senkrecht zur Achse des l.ockenwicklerkörpers I. Außerdem ist die Katalysatorpille 16 im

i' wesentlichen in der Mittdebene des Lockenwicklers 1 angeordnet. Der gasdichte Behälter 7 enthält 1,2 cm' verflüssigtes Butan 17. wobei die Füllung durch das Ventil 9,10,11 erfolgt.

Alle oben beschriebenen Elemente werden bei den

ι» Ausführungsformen nach den Fig. 1,2 und 3 verwendet. Be^: der Ausführungsform nach den F i g. I und 2 erfolgt die Befestigung der Leitung 14 durch eine aus Kautschukmaterial hergestellte Kappe 1J. wobei ein Ringflansch 13a der Kappe 13 mittels einer ihn dicht mit

r. dem entsprechenden Ende des Behaltet s 7 versehenen Bördelung 12 eingeschlossen ist. Die Leitung 14 ist an der Stelle 14a, wo sie mit der Innenwand der Kappe 13 verbunden ist, leicht erweitert.

Der ungefähre Durchmesser des in den Fig. 2 und 3

on dargestellten zylindrischen Lockenwicklerkörpers 1 beträgt etwa 20 mm für die Innenwand und 22 mm fur die Außenwand. Die ungefähre Höhe des Lockenwicklers beträgt etwa 70 mm. Die Wand des L.ockenwicklerkörpers 1 besteht aus einem Kunststoff. Die ungefähre

v, Höhe der Kappe U betragt 7 mm. Die Leitung J4 ist etwa 5 mm lang. Der Abstand zwischen dem durch die tulpenförmige Klammer 15 eingeschlossenen Ende der Leitung 14 und der Fläche der Katalysatorpille 16, die ihr gegenüberlieg , beträgt etwa 2 mm. Der Durchmes-Mi ser der Löcher 3 ist etwa 2 mm.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Bördelung 12 zwischen dem oberen Ende des Behältc.-s 7 und dem Ringflansch 13a der Kappe 13 eine Membran 18 hält, die auf einer Fassung in Form einer Scheibe 18a angebracht

■' ist, wobei zwischen tias obere Ende des Behälters 7 und den Unifangsrand der Membran 18 ein Dichtungselement 19 eingesetzt ist. Die Membran 18 hat eine Dicke von 60 um und besteht aus Dimeihylsilah. Die Fassung

18.7 lüül das die Membran 18 durchströmende gasförmige !!titan frei passieren. Bei einer wirksamen Mcmbranobcrflächc mit einem Durchmesser von etwa IO mm erhält man einen Strom von etwa 350cmVSld. Zweckmäßigerweise wird die innere Wand der Kappe ^r> 13 mil einem Profil versehen, um die wirksame Oberfläche der Membran, soweit möglich, zu vergrößern.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umschließt die Bördclung 12 zwischen dem Ringflansch to 13a der Kappe 13 und dem Hals des Behälters 7 den Rand 20a einer Fassung 20, die ein aus pulvcrförmigem Kalziumsilikat durch Pressen hergestelltes gasdurchlässiges Element 21 enthält. Das gasdurchlässige Element 21 ist in der Fassung 20 gegenüber einer öffnung 20b angebracht, die in den durch die Kappe 13 begrenzten Inncnraum mündet. Das verwendete Kalziumsilikatpulvcr hat einen mittleren Korndurchmesser von 50 um.

ι-ίι.! gdjuuf «.,iifio^igw i~.ii.ir<i,if τ ^c hui uiv. i'lSIII! UIIH.3 Zylinders mit einem Durchmesser von 15 mm und einer 2i) Höhe von 1 mm. Dadurch ergibt sich ein Gasstromdurclisatz von öOOcmVStd., wenn der Behälter 7 mit verflüssigtem Butan beschickt wird.

Bei dem Lockenwickler in der Ausführungsform nach Fig. 1 erhält man an dem Zapfen 2 nach einer 2'> Wartezeit von etwa 8 min. nach der Zündung eine im wesentlichen konstante Temperatur, die bei einer Umgebungstemperatur von 25°C bei 70⁰C liegt. Diese Temperatur wird 40 min. lang aufrechterhalten.

Bei einem Lockenwickler der Ausführungsform nach *> Fig. 2 erhält man in Höhe der kcgelstumpfförmigen Zapfen 2 nach einer Wartezeit von 7 min. ab Beginn eine im wesentlichen konstante Temperatur in der Nähe von 70" C. Diese Temperatur wird 30 min. lang aufrechterhalten. J5

Bei den beiden in ihrem mittleren Bereich erwärmten Lockenwicklern beträgt der Temperaturgradient zwischen der Mittclzone und den Enden höchstens IO^r(7cm.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 trägt der ·<υ Behälter 7. dessen Boden von der Kappe 6 und dem Ventil 9, 10, 11 verschlossen ist, an seiner Oberseite einen Ringflansch 7a, der in seinem mittleren Bereich eine Aussparung begrenzt, in der ein im wesentlichen kegelstumpfförmiger Stopfen 22 aus Kautschuk ange- ·" bracht ist; der Stopfen 22 weist eine Rille 23 auf, in die der Ringflansch 7 a des Behalters eingreift. Außerdem besitzt der Stopfen 22 in seinem mittleren Bereich eine axiale Bohrung 24. In den unteren Teil der axialen Bohrung 24 wird ein zyünderförmiges, gasdurchlässiges ">« Element 25 eingepreßt, das aus Kalziumsilikatpulver durch Pressen hergestellt wird. Dabei wurden das gleiche Material und die gleichen Sinterbedingungen wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2 verwendet Das gasdurchlässige Element 25 hat einen Durchmesser ">^r> von 3 mm und eine Höhe von etwa 5 mm. Am anderen Ende der axialen Bohrung 24 ist das Ende der Leitung 14 eingepreßt. Auf diese Weise erhält man einen Gassiromdurchsatz von 400 cnWStd., wenn der Behälter 7 mit verflüssigtem Butan beschickt wird. Bei dem ⁿ" Lockenwickler der Ausführungsform nach F i g. 3 erhält man Ergebnisse, die im wesentlichen identisch mil den Ergebnissen des Lockenwicklers in der Ausführungsform nach F i g. 2 sind.

Die oben beschriebenen Lockenwickler haben folgende Funktionsweise: Zunächst wird durch das Ventil 9, 10, 11 der Behälter 7 mil einer vorher festgelegten Menge an verflüssigtem Butan gefüllt. Aufgrund seines Dampfdruckes diffundiert das Butan durch die Membran 18 oder das gasdurchlässige Element 21 oder durch das zylindrische, gasdurchlässige Element 25, wobei sich die dabei auftretende Strömung des Butans durch einen starken Druckabfall auszeichnet; auf der anderen Seite des Diffusionsberciches hat sich das Butan bis in den gasförmigen Zustand entspannt. Das gasförmige Butan strömt dann durch die Leitung 14 und wird von der Leitung 14 auf die Pille 16 geleitet, welche die kalalylische Verbrennung auslöst. Die Strömung des gasförmigen Brennstoffs zwischen dem Finde der Liiiunig i4 iiiki der rille to mischi sich niii uei Umgebungsluft, so daß die auf die Pille 16 auflreffende Mischung elwa 10% Butan enthält.

Zur Einleitung der Verbrennung muß die Katalysatorpille 16 erwärmt werden. Zu diesem Zweck wird zwischen die Führungsrippen 4 des Lockenwicklers das Ende eines piezoelektrischen Zünders eingeführt, so daß zwischen zwei F.lektroden ein Funken erhallen werden kann Der piezoelektrische Zünder weist entsprechend dem Pröivtdcr Führungsrippen 4 eine Stützfläche auf, so daß seine Elektroden genau in bezug auf die Katalysalorpille 16 positioniert werden können. Der in den Zeichnungen nicht dargestellte Zünder hat den herkömmlichen Aufbau und weist leinen unter Federvorspannung stehenden Hammer auf, der auf einen piezoelektrischen Quarz schlägt. Durch die dabei entstehende Entladung kann man eine Energie erhalten, durch die die Kalalysatorpille 16 auf eine Temperatur erwärmt wird, die für die Auslösung der Verbrennung ausreicht. Als Alternative hierzu kann statt des piezoelektrischen Zünders ein optischer Verdichter mit einer I.ichtblitzentladungslampe und einem optischen System mit sehr kurzer Brennweite eingesetzt werden; in diesem Fall wird die optische Vorrichtung mit Hilfe der Führungsrippen 4 in der Weise positioniert, daß sich der Brennpunkt, auf den die Lichtenergie konzentriert wird, genau im mittleren Bereich der Katalysalorpille 16 befindet.

Sobald die Verbrennung durch die oben beschriebene Zündvorrichtung eingeleitet worden ist, läuft sie gleichmäßig so lange ab, bis der Behälter 7 leer ist. Die innere Belüftung des Lockenwicklers wird durch die Löcher 3 und die öffnungen 6a sowie durch das rreie Ende des Lockenwicklers im Bereich der Führungsrippen 4 gewährleistet. Die während der Verbrennung entstehende Wärmemenge verteilt sich auf den gesamten Lockenwickler, so daß sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung ohne örtliche Überhitzungen auf der Oberfläche des Lockenwicklers ergibt; nur zwischen dem mittleren Bereich und den Enden des Lockenwicklers tritt ein geringer Temperaturgradient auf, wie oben erwähnt wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Selbsiheizender Lockenwickler mit einem etwa hohlzylintlrischen Körper, in dessen Hohlraum ein mit einem Druckregler versehener Behälter für einen unter Druck verflüssigten Brennstoff, an dessen Austrittsöffnung ein gasdurchlässiges Element vorgesehen ist, und ein von der Raumluft umgebener Katalysator zur katalytischen Verbrennung des Brennstoffs angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem gasdurchlässigen Hlenient (18; 21; 25) und dem Katalysator (16) eine starre Leitung (14), die den Strom des Brenngases (17) zentral auf den nächst dem Austrittsende der Leitung angeordneten Katalysator lenkt, vorgesehen ist.

2. Lockenwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Leitung (14) 0,1 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,4 mm betrügt.

3. Lockenwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (14) aus einem Injektionsnadelstumpf aus nichtrostendem Stahl besteht.

4. Lockenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Austrittsende der Leitung (14) und der Mittelebene des in Form einer Pille verwendeten Katalysators (16) 1 mm bis 4 mm beträgt.

5. Lockenwickler nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (14) an ihrem Austrittsende eine mittels einer Quetschschelle (\5a) befestigte Klammer (i5) mit Armen (15OJ zum Halten der Katalysaiorjille(16) trägt.

6. Lockenwickler nach einem v.er Ansprüche I bis

5. dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsende der Leitung (14) für das Brenngas (17) in den Scheitel einer mit einem Ringflansch (13,1,) auf dem gasdurchlässigen Element (18; 21; 25) ruhenden, mittels einer Bördelung (12) mit dem Brennstoffbehälter (7) fest verbundenen Kappe (13) aus elastomerem Material eingesetzt ist.

7. Lockenwickler nach einem der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch einen in eine Aussparung in der Oberseite (7n) des Brennstoffbehälters eingesetzten Stopfen (22) aus elastomerem Material mit einer axialen Bohrung (24), in die von unten (behälterseitig) das gasdurchlässige Element eingepreßt und in die von oben die Leitung (14) eingesetzt ist.