EP0513022B1

EP0513022B1 - Beheizbares gerät des persönlichen bedarfs

Info

Publication number: EP0513022B1
Application number: EP91901739A
Authority: EP
Inventors: Ahmet Cem Dr. Firatli; Friedrich Dr. Henninger; Norbert Schaefer; Jiri Dr. Sobota
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JP2865862B2; CA2073984A1; DE59004643D1; DE4002621A1; WO1991011128A1; JPH05504077A; ATE101496T1; EP0513022A1; US5320089A; CA2073984C; ES2050533T3

Description

Die Erfindung geht aus von einem beheizbaren Gerät des persönlichen Bedarfs, insbesondere einem Haarpflegegerät, mit einer Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung eines Brennstoff/Luft-Gemisches und mit einer zugeordneten Aktivierungsvorrichtung zur Einleitung der flammlosen Verbrennung, wobei die Vorrichtung (18) einen stabilen Trägerkörper (28) mit der Masse m_T und der Dichte s_T aufweist, der Trägerkörper (28) mit einer Beschichtung (35), einer spezifischen Oberfläche O_B (nach BET) und der Masse m_B versehen ist und die Beschichtung (35) ein katalytisch aktives Material (36) der Masse m_K trägt oder enthält.
Ein derartiges Gerät ist bereits aus der US-A-4,524,094 bekannt, wobei eine selbsttragende katalytische Einrichtung zur Aufnahme von Luft-Gas-Gemischen für eine flammenfreie katalytische Verbrennung vorgesehen ist, mit einer Struktur aus Garnen, Fäden oder Strängen, die von lose verfilzten oder gedrehten anorganischen Fasern gebildet und gleichförmig sowie locker zu einer zylinderförmigen Hülse geflochten sind. Eine katalytische Beschichtung ist auf der Außenfläche der geflochtenen Fäden sowie innerhalb deren Zwischenräume oder Maschen aufgebracht, wobei die Flechtspannung so eingestellt ist, daß ein geringer Druckabfall aufrechterhalten wird, der sowohl der mechanischen Festigkeit der Hülse für die selbsttragende Ausbildung, als auch einem ausreichenden katalytischen Bereich der Flechtung Rechnung tragen soll.
Ein weiteres Gerät mit einer Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung ist aus der US-A-4,361,133 bekannt.
Die Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung besteht aus katalytisch beschichteter Quarzwolle, die aus Gründen der mechanischen Stabilität und einer hinreichend genauen Positionierbarkeit zwischen zwei Spiralfedern, die zur Halterung der Quarzwolle dienen, angeordnet ist. Die katalytisch wirksame Quarzwolle dient zur flammlosen Verbrennung eines zugeführten Brennstoff/Luft-Gemisches, wobei die Verbrennungswärme zur Beheizung eines Gerätes des persönlichen Bedarfs, zum Beispiel zur Beheizung eines gasbetriebenen Lockenstabes ausgenutzt wird. Die katalytische Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches setzt erst dann ein, wenn das katalytisch aktive Material eine bestimmte Aktivierungstemperatur (LOT-light-off temperature) erreicht hat. Die zum Erreichen der Aktivierungstemperatur des Katalysators erforderliche Energie wird dem Katalysator mittels einer zugeordneten Aktivierungsvorrichtung zugeführt. Diese Aktivierungsvorrichtung entzündet ein nach Einschalten der Brennstoffzufuhr in einen Verbrennungsraum des Gerätes gelangendes Brennstoff/Luft-Gemisch mittels eines oder mehrerer Funken oder einer von außen herangeführten Flamme, wobei das gezündete Brennstoff/Luft-Gemisch innerhalb des Bruchteils einer oder weniger Sekunden wieder automatisch erlischt. Die durch diese Zündung freigesetzte Energie ist jedoch ausreichend, um wenigstens einzelne Zonen des Katalysators auf die Aktivierungstemperatur zu bringen und die katalytische, das heißt flammlose Verbrennung innerhalb des Katalysators einzuleiten.
Obwohl sich dieses Gerät in den vergangenen Jahren bei einer im Millionenbereich liegenden Stückzahl im praktischen Gebrauch gut bewähren konnte, hat sich gezeigt, daß die Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung in einzelnen Aspekten durchaus verbesserungsfähig ist. Zum einen hat die mechanische Instabilität der Quarzwolle und die daraus resultierende Notwendigkeit, diese mittels einer mechanisch stabilen Halterung zu fixieren, Anlaß zu Problemen gegeben. Während des Gebrauchs des mit einem solchermaßen ausgestalteten Katalysator versehenen Gerätes kann es vorkommen, daß einzelne Fasern der Quarzwolle aus der mechanischen Halterung herausfallen und unter Umständen den Brennstoffdurchfluß durch (teilweises) Verstopfen der Brennstoffzumeßdüse beeinflussen. Weiterhin kann der Faserverlust zu einer Verschlechterung des Aktivierungsverhaltens des Gerätes, insbesondere bei Verwendung eines piezoelektrischen Zunders, führen. Mit der Quarzwolle läßt sich auch nicht immer ein gleichmäßiger Strömungswiderstand herstellen, so daß es zu einer Bildung von heißen Stellen (hot spots) in Teilbereichen des Katalysators kommt. Hierdurch wird die Lebensdauer des Katalysators erheblich beeinträchtigt.
Zum anderen tritt gerade bei der Verwendung des bekannten Katalysators bei Haarpflegegeräten die folgende Problematik auf. Bestimmte Benutzergruppen derartiger, durch flammlose Verbrennung beheizter Haarpflegegeräte haben die Gewohnheit, vor bzw. während der Haarbehandlung Haarpflegemittel bzw. Schaumfestiger, Haarsprays, Haarwaschmittel oder ähnliche Mittel zu verwenden. Hierdurch wird die Luft in der Umgebung des Haarpflegegerätes mehr oder weniger mit diesen Haarpflegesubstanzen oder Anteilen davon angereichert. Diese Umgebungsluft wird teilweise von dem brennstoffbeheizten Haarpflegegerät zur Herstellung eines entsprechenden Brennstoff/Luft-Gemisches angesaugt. Wie umfangreiche Untersuchungen ergeben haben, sind diese Haarpflegemittel, insbesondere wenn sie silikonhaltige Substanzen enthalten, äußerst nachteilig für die Lebensdauer des Katalysators. Wird dem Katalysator mit Haarpflegemittel angereicherte Luft zur flammlosen Verbrennung des Brennstoffes zugeführt, so zeigen die durchgeführten, noch näher beschriebenen Belegungstests, daß bereits eine Belegung des Katalysators mit 5 g Haarpflegemitteln ausreichend ist, um die Eigenschaften des Katalysators soweit zu verschlechtern, daß die Aktivierbarkeit auf untolerierbare Werte herabgesetzt wird bzw. das Maß der katalytischen Umwandlung des Brennstoff/Luft-Gemisches unter eine untere Schwelle fällt. Geräte, deren Katalysator eine Haarpflegemittel-Belegung von mehr als 5 g aufweisen, sind daher für den Benutzer in der Regel unbrauchbar und ein Fall für den Kundendienst.
Bei der Lösung dieser Probleme ist zu berücksichtigen, daß Anregungen aus dem Gebiet der katalytischen Abgasreinigung bei Kraftfahrzeugen, auch dort werden unter anderem Katalysatoren mit einem stabilen Trägerkörper eingesetzt, auf das vorliegende Gebiet nicht ohne weiteres übertragbar sind. Zwar sind Abgaskatalysatoren auch anfällig gegen eine Vergiftung, insbesondere durch bleihaltige Substanzen; die beim vorliegenden Katalysator auftretenden Vergiftungserscheinungen sind jedoch gänzlich anderer Natur. Der Katalysator soll durch geeignete Maßnahmen resistent gegen diese vergiftenden Stoffe ausgestaltet werden. Der hier beschriebene Katalysator wird zur Wärmeerzeugung verwendet, so daß sich folgende, zu den Abgaskatalysatoren unterschiedliche Anforderungen ergeben. Zum einen ist die geometrische Ausbildung des Katalysators durch eine möglichst effektive Wärmeabgabe an die Heizfläche bestimmt. Zum anderen, und dies ist ein stark ins Gewicht fallender Unterschied, muß der vorliegende Katalysator durch eine Zündexplosion oder eine kurzzeitig auftretende Flamme auf seine Aktivierungstemperatur gebracht werden, während der Abgaskatalysator ohne weitere Maßnahmen von selbst' aufgrund der vorbeiströmenden heißen Abgase die erforderliche Betriebstemperatur erreicht. Die Entwicklung eines verbesserten, diese aufgezeigten Nachteile überwindenden Katalysators wird erheblich durch die Randbedingung bestimmt, den Katalysator anfänglich durch eine kurzzeitige Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches mittels einer offenen Flamme oder einer explosionsartigen Zündung des Gemisches auf Aktivierungstemperatur zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein beheizbares Gerät des persönlichen Bedarfs mit einer Vorrichtung zur flammlosen Verbrennung eines Brennstoff/Luft-Gemisches und mit einer zugeordneten Aktivierungsvorrichtung zur Einleitung der flammlosen Verbrennung dahingehend weiterzubilden, daß die Lebensdauer des Gerätes in der Hand des Benutzers erheblich erhöht wird. Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Verhältnis
Werte im Bereich $0,3 · 10⁶ ≲ Delta ≲ 30 · 10⁶$

annimmt.
Diese Parameterdarstellung mittels der Größe Delta - die Größe Delta stellt die tatsächliche Oberfläche (gemessen nach dem BET-Verfahren) der Beschichtung des Katalysators in Relation zum Volumen des Trägerkörpers dar - wurde aus folgenden Gründen gewählt. Die tatsächliche Oberfläche der Beschichtung eines Katalysators, welche als Träger des katalytisch aktiven Materials dient, ist, wie die Untersuchungen vermuten lassen, bestimmend für die maximal zulässige Belegung des Katalysators mit Haarpflegemitteln oder ähnlichen vergiftenden Substanzen. Je größer die Oberfläche der Beschichtung gewählt wird, umso unempfindlicher ist der Katalysator gegen eine Belegung durch diese Substanzen. Unter alleiniger Berücksichtigung dieses Effektes ist es daher sinnvoll, die Oberfläche der Beschichtung auf maximale Werte auszulegen. Für einen vorgegebenen, spezifischen Oberflächenwert des jeweils verwendeten Beschichtungsmaterials, kann die Oberfläche pro Katalysator nur durch eine Erhöhung der Masse der Beschichtung vergrößert werden. Hier stößt man andererseits an eine obere Grenze, sofern man auch die Aktivierbarkeit des Katalysators mittels einer kurzzeitigen Wärmezufuhr durch eine offene Flamme oder Zündexplosion berücksichtigt. Eine Erhöhung der Masse des Beschichtungsmaterials führt zu einer Erhöhung der Wärmekapazität des Katalysators und zu einer hieraus resultierenden Verschlechterung des Aktivierungsverhaltens. Für die Aktivierung des Katalysators steht nur eine begrenzte Menge Brennstoff/Luft-Gemisch zur Verfügung, da die Abmessungen des zündfähigen Volumens durch den jeweiligen Gerätetyp auf bestimmte Größen eingeengt sind. Ist das durch einen Funken zu entzündende Brennstoff/Luft-Gemisch in seinem Volumen begrenzt, so kann der Katalysator bestimmte Werte hinsichtlich der zulässigen Wärmekapazität nicht überschreiten, wenn eine sichere Aktivierung gewährleistet sein soll. Aufgrund derartiger Einschränkungen ist die maximal zulässige Oberfläche der Beschichtung des Katalysators auf obere Werte begrenzt.
Der Nenner der Größe Delta wird durch das Volumen des Trägerkörpers gebildet. Ein großes Volumen des Trägerkörpers. führt zu einer hohen Masse des Trägerkörpers und damit auch zu einer hohen Wärmekapazität des Katalysators. Die Masse sollte daher geringe Werte annehmen, um die Aktivierbarkeit des Katalysators nicht zu beeinträchtigen. Andererseits bestimmt die Masse, bzw. das Volumen des Trägerkörpers auch dessen mechanische Stabilität. Die mechanische Stabilität des Trägerkörpers nimmt ab mit der Masse bzw. dem Volumen des Trägerkörpers.
Durch die Größe Delta können daher die Effekte einander widersprechender Forderungen dargestellt werden. Die mechanische Stabilität des Katalysators erfordert eine hohe Masse, bzw. ein hohes Volumen des Trägerkörpers. Das Volumen des Trägerkörpers wird zur Beschreibung der Effekte und Festlegung der -Grenzwerte gegenüber den möglichen Größen Masse oder Wärmekapazität bevorzugt, da hierdurch eine materialunabhängige, leicht nachprüfbare Eigenschaft als Parameter in die Größe Delta eingeht. Physikalisch möglicherweise sinnvoller wäre die Verwendung der Wärmekapazität, die bei vorgegebenem Trägermaterial jedoch direkt proportional zum Volumen des Trägers ist. Unempfindlichkeit gegen eine Belegung durch Haarpflegemittel wird durch eine hohe Oberfläche der Beschichtung bzw. eine große Masse der Beschichtung gewährleistet. Andererseits führt eine hohe Masse der Beschichtung bzw. des Trägerkörpers zu einer Erhöhung der Wärmekapazität des Katalysators und verschlechtert die Aktivierbarkeit. Wie nun die Untersuchungen ergeben haben, wird den drei Bedingungen, nämlich ausreichende mechanische Stabilität, erhöhte Unempfindlichkeit gegen Belegung und gute Aktivierbarkeit in ausreichendem Maße Rechnung getragen, wenn Delta Werte im Bereich von 0,3.10⁶ bis 30 . 10⁶ cm²/cm³ annimmt. Die Aktivierbarkeit ist vergleichbar gut zu der herkömmlicher Geräte, die Empfindlichkeit auf die Belegung mit Haarpflegemittel wird um mehr als einen Faktor 10 verringert und die mechanische Stabilität ist um ein Vielfaches verbessert, so daß der Katalysator als eigenständige Baugruppe, reproduzierbar und geometrisch exakt gefertigt, in das Gerät eingebaut werden kann. Mechanische Probleme durch aus dem Katalysator herausfallende Fasern sind beseitigt. Durch die ausreichende mechanische Stabilität ist eine geometrisch definierte Fertigung des Katalysators mit der damit verbundenen definierten Einstellung des Strömungswiderstandes möglich. Aus den gleichen Gründen kann der Strömungswiderstand über die Lebensdauer des Katalysators als konstant angesehen und reproduzierbar eingestellt werden. Neben der Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen eine Vergiftung durch Belegung zum Beispiel mit Haarpflegemittel, ist auch eine Rückgewinnung des auf der Beschichtung angebrachten, katalytisch aktiven Materials erheblich einfacher zu bewerkstelligen. Darüber hinaus bietet die mechanisch stabile Katalysatorbaugruppe erhebliche Vorteile während der Fertigung der Geräte und auch bei eventuell erforderlichen Reparaturen im Kundendienst. Schließlich erlaubt die trotz der mechanischen Stabilität vorhandene Verformbarkeit des Trägerkörpers eine große Gestaltungsfreiheit in der geometrischen Ausgestaltung. So können neben hohlzylindrischen auch prismatische bzw. ovale oder gewellte Körper ohne weiteres hergestellt werden.
Dadurch, daß der Trägerkörper aus einer mit Durchbrechungen versehenen Metallfolie, insbesondere einer Edelstahlfolie oder auch einem Drahtgitter mit einer Dicke von weniger als 100 Mikrometer und bevorzugt von etwa 35 Mikrometer besteht, wird in vorteilhafter Weise unter Gewährleistung einer ausreichenden mechanischen Stabilität ein Trägerkörper geringen Volumens, der eine sichere Aktivierung des Katalysators gewährleistet, angegeben. Eine Spezifizierung der Durchbrechungen, bezogen auf die Gesamtfläche des Trägerkörpers im Bereich zwischen 5 % und 60 %, bevorzugt zwischen 15 % und 50 %, führt zu einem besonders niedrigen und definiert einstellbaren Strömungswiderstand des Katalysatorträgers unter weitgehender Beibehaltung der der ungelochten Trägerfolie innewohnenden mechanischen Stabilität. Eine Festlegung der spezifischen Oberfläche der keramischen Beschichtung auf Werte O_B ≳ 100 m²/g, insbesondere auf äußerst vorteilhafte Oberflächenwerte O_B von ungefähr 200 m²/g hat sich insbesondere deshalb als besonders sinnvoll und günstig erwiesen, weil durch diese Maßnahme eine große Oberfläche der Beschichtung bei relativ geringer Masse der Beschichtung erzielt werden kann. Während bei der bekannten Katalysatorbeschichtung Werte der spezifischen Oberfläche von ca. 20 m²/g gemessen werden, weist die Beschichtung nach der Erfindung etwa 10-fach höhere spezifische Oberflächenwerte auf. An und für sich werden derartige, eine große spezifische Oberfläche aufweisende Beschichtungen in der Katalysatorherstellung deshalb eingesetzt, um als Träger des katalytisch aktiven Materials die Voraussetzung für eine große katalytisch aktive Fläche auf kleinem Raum zu schaffen. So weisen etwa die herkömmlichen, in Gaslockenstäben eingesetzten Katalysatoren jeweils eine Oberfläche der Beschichtung von etwa 0,6 m² (nach BET) mit einer katalytisch aktiven Fläche von etwa 0,1 - 0,3 m² (gemessen mittels CO-Belegung) auf. Obwohl die für die katalytische Aktivität maßgebende CO-Oberfläche (d.h. mittels CO-Belegung gemessen) im Hinblick auf die katalytisch zu verbrennende Gasmenge bereits ausreichend große Abmessungen aufweist, ist es dennoch sinnvoll, die Oberfläche der Beschichtung soweit wie möglich, unter Beachtung der weiteren Randbedingungen zu vergrößern. Hierdurch wird, wie die Untersuchungen und Experimente zeigen, die Anfälligkeit des Katalysators gegen Vergiftungen durch Haarpflegemittel, insbesondere durch die in diesen Haarpflegemitteln befindlichen silikonhaltigen Substanzen, stark reduziert. Eine mögliche Erklärung dieses Effekts mag darin liegen, daß die für die Vergiftung des Katalysators verantwortlichen Partikel statistisch die Oberfläche der Keramikbeschichtung belegen, und zwar unabhängig davon, ob die Keramikbeschichtung mit katalytisch aktivem Material beschichtet ist oder nicht. Ist nur ein bestimmter Bruchteil der Keramikbeschichtung mit katalytisch aktivem Material versehen, so können auch nur die die Vergiftung des Katalysators verursachenden Substanzen mit diesem Bruchteil zur Vergiftung beitragen, wenn einmal unterstellt wird, daß die Belegung des Katalysators in statistisch gleichmäßig verteilter Weise erfolgt.
Dadurch, daß das Verhältnis der Masse des katalytisch aktiven Materials zur Masse der Beschichtung Werte kleiner als 0,2 und bevorzugte Werte kleiner als 0,13 annimmt, wird ein Sintern des katalytisch aktiven Materials mit der damit verbundenen Reduzierung der katalytisch aktiven Oberfläche (CO-Oberfläche) weitestgehend vermieden. Der mittlere Cluster-Abstand, beispielsweise der Platin-Cluster, beträgt bei dieser Einstellung ein Mehrfaches des durchschnittlichen Durchmessers eines Clusters, so daß intermolekulare Wechselwirkung, die zu einem Sintern des katalytisch aktiven Materials führen, jedenfalls bei den vorliegenden Betriebstemperaturen des Katalysators weitestgehend zu vernachlässigen sind. Darüber hinaus trägt diese Einstellung der Massenverhältnisse von katalytisch aktivem Material und Beschichtung der Tatsache Rechnung, daß nur ein Bruchteil der Oberfläche der Beschichtung mit katalytisch aktivem Material zu beschichten ist.
Dadurch, daß die Aktivierungsvorrichtung ein Brennstoff/Luft-Gemisch eines Volumens V_G zur Entzündung bringt und die Gesamtmasse m_G des Katalysators, bezogen auf das Volumen V_G, Werte kleiner 0,1 g/cm³ und bevorzugte Werte von kleiner 0,01 g/cm³ annimmt, wird eine äußerst vorteilhafte, von der eigentlichen Katalysatorkonstruktion an sich unabhängige Bemessungsregel zur Gewährleistung eines äußerst vorteilhaften Aktivierungsverhaltens des Katalysators gegeben. Mit dieser Bemessungsregel wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Katalysator bei einem vorgegebenen Wert des zündfähigen Volumens um so eher durch Zündung dieses Volumens auf seine Betriebstemperatur gebracht werden kann, je geringer die Gesamtmasse des Katalysators ist. Anhand experimenteller Untersuchungen konnte abgeschätzt werden, daß ein 1 cm³ zündfähiges Volumen in der Lage ist, bis zu 100 mg Katalysatormasse auf Betriebstemperatur zu bringen. Bevorzugte Werte liegen im Bereich unter 10 mg bis 30 mg Katalysatormasse pro cm³ zündfähiges Volumen. Eine untere Grenze bezüglich der Katalysatormasse ist allerdings durch die Randbedingung, daß der Katalysator ein mechanisch stabiles Verhalten aufweisen soll, gegeben. Eine Einstellung des Verhältnisses der Masse der Beschichtung zu der Masse des Trägerkörpers auf Werte im Bereich zwischen 0,02 und 0,60, bevorzugt auf Werte im Bereich 0,20 +/- 50 %, gibt ein Optimum für den Katalysator hinsichtlich den beiden Bedingungen mechanische Stabilität und Unempfindlichkeit auf Vergiftungseffekte an. Speziell für einen Trägerkörper, bestehend aus einer Edelstahlfolie, einer Dicke d von ungefähr 35 Mikrometer +/- 25 % und einer keramischen Beschichtung, zum Beispiel Ubergangstonerde mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 200 m²/g (nach BET) wird der Parameter Delta auf Werte im Bereich 2,8 . 10⁶ +/- 50 % cm² /cm³ eingestellt. Obwohl der spezielle Wertebereich des Parameters Delta durchaus auch Abhängigkeiten von der jeweiligen geometrischen Ausgestaltung des Katalysators aufweist, hat sich dieser Wert jedenfalls für die Anwendung des Katalysators in einem Gaslockenstab äußerst bewährt. Der Katalysator ist zum einen mechanisch stabil und aktivierungsfähig und zum anderen äußerst unanfällig gegen eine Belegung mit Haarpflegemittel. Durch die Maßnahme, wenigstens 2,5 % der Fläche des Trägerkörpers senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung einer Flammenfront zu legen, die durch die Aktivierungsvorrichtung erzeugt wird, wird eine solche Bemessungsregel zur Anordnung des Katalysators in einem Gerät des persönlichen Bedarfs gegeben, die eine besonders hohe Aktivierungsfähigkeit des Katalysators gewährleistet. Dieser Wert stellt eine untere Grenze dar. In einer speziellen geometrischen Anordnung kann dieser Flächenanteil des Trägerkörpers durchaus Werte im Bereich von 5 - 15 % annehmen und führte zu äußerst positiven Aktivierungseigenschaften. Der Einsatz eines Verteilers aus einem Siebgewebe in bezug auf die Strömungsrichtung vor dem Katalysator bewirkt eine weitere Homogenisierung des Brennstoff/Luft-Gemisches und damit eine äußerst gleichmäßige Verbrennung im Katalysator.
Durch die Verwendung einer Edelstahlfolie mit einer Dicke zwischen 25 Mikrometer und 50 Mikrometer als Trägerkörper, wobei der Anteil der Durchbrechungen, bezogen auf die Gesamtfläche zwischen 15 % und 50 % liegt, einer keramischen Beschichtung der Edelstahlfolie mit einer spezifischen Oberfläche (nach BET) von ca. 200 m²/g und durch eine Festlegung des Verhältnisses der Beschichtungsmasse zur Trägerfolienmasse im Bereich von etwa 0,2 +/- 50 % wird ein besonders vorteilhafter Katalysator für den Einsatz in gasbetriebenen Lockenstäben angegeben. Die Bemessung des Katalysators stellt ein Optimum zwischen den unterschiedlichen Randbedingungen Aktivierbarkeit, Vergiftungsunanfälligkeit und mechanische Stabilität dar. Ein Verhältnis der Platinmasse bezogen auf die Masse der Beschichtung von 0,1 +/- 50 % hat sich in der Praxis als äußerst vorteilhafter Kompromiß erwiesen, der zum einen eine hohe Aktivierungsfähigkeit und zum anderen eine hohe Beständigkeit gegen Vergiftungen garantiert. Die spezielle geometrische Ausgestaltung der Edelstahlfolie als einseitig geschlossener Hohlzylinder einer Höhe von ca. 3 cm und einem mittleren Durchmesser von ca. 1 cm stellt eine optimale Anpassung des Katalysators an einen gasbetriebenen Lockenstab dar. Besonders vorteilhaft erweist sich der Einsatz des Katalysators in gasbetriebenen Lockenstäben, Haartrocknern, Bügeleisen, Lockenwickelstationen, Flaschenwärmern, Gaskochern, Warmhalteplatten u.ä.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines Ausschnittes eines gasbetriebenen, teilweise aufgebrochen dargestellten Lockenstabes;
Fig. 2: eine Explosionsdarstellung der Katalysatorbaugruppe;
Fig. 3: ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens des Katalysators;
Fig. 4: die experimentellen Resultate zur Bestimmung der Vergiftungsanfälligkeit des Katalysators und
Fig. 5: eine graphische Veranschaulichung der einzuhaltenden Randbedingungen bei der Dimensionierung des Katalysators.

In Fig. 1 ist ein Lockenstab 10 mit teilweise aufgebrochenem Wickelkörper 12 und Handgriff 11 in einer Teilansicht dargestellt. Mit einem Schalter 14 wird eine Düse 15 zur Inbetriebnahme des Lockenstabes geöffnet. Durch die Düse 15 strömt Gas aus einem im Handgriff 11 untergebrachten, nicht dargestellten Behälter in ein Venturi-Rohr 16. In diesem Bereich findet eine innige Durchmischung des aus der Düse 15 ausströmenden Brennstoffes mit der von außen hinzugeführten bzw. angesaugten Umgebungsluft statt. An das Venturi-Rohr 16 schließt sich ein Rohr 17 an, welches das Brennstoff/Luft-Gemisch einer zentrisch im Inneren des Wickelkörpers 12 angeordneten Katalysatorbaugruppe 18 zuführt. Zwischen dem Venturi-Rohr 16 und der Katalysatorbaugruppe 18 sind Zündelektroden 20 angeordnet. Die Zündelektroden 20 dienen zur Erzeugung eines oder mehrerer Funken zur Zündung des im Wickelkörper 12 befindlichen Brennstoff/Luft-Gemisches. Die Zündelektroden 20 werden mittels eines am Handgriff 11 angeordneten Schaltschiebers 21, der auf ein Piezoelement wirkt, betätigt. Die freigesetzte Energie der Verbrennung des im Wickelkörper 12 enthaltenen Brennstoff/Luft-Gemisches ist bei geeigneter Dimensionierung der Katalysatorbaugruppe 18 ausreichend, um diese auf Betriebstemperatur zu erwärmen, also zu aktivieren, um die flammlose Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches mittels der Katalysatorbaugruppe 18 in Gang zu setzen. Die anfängliche Zündexplosion des durch die Zündelektroden 20 entzündeten Brennstoff/Luft-Gemisches löscht sich innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde durch die Druckwelle der Explosion in dem im wesentlichen allseitig geschlossenen Innenraum des Wickelkörpers 12 wieder aus, so daß die katalytische Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches ohne weitere Handgriffe am Gerät selbsttätig eingeleitet wird. Statt der Zündung mittels der Zündelektroden 20 ist genauso vorteilhaft eine Zündung durch einen Reibradzünder, eine Heizwendel mit Batterie oder durch eine von außen zugeführte, offene Flamme möglich.
Wie aus Fig. 1 und deutlicher aus Fig. 2 ersichtlich wird, besteht die Katalysatorbaugruppe 18 aus einer an das Rohr 17 anschließenden Grundplatte 24, die eine zentrale Öffnung 25 aufweist. Zwischen dieser Grundplatte 24 und einem Haltering 27 ist ein Verteiler 26, bestehend aus einem Siebgewebe einer Maschenweite im Bereich von 50 Mikrometer - 500 Mikrometer, insbesondere von ca. 180 Mikrometer angeordnet. Der Verteiler 26 bewirkt eine Vergleichmäßigung des Strömungsprofils des Brennstoff/Luft-Gemisches innerhalb der Katalysatorbaugruppe 18 und sorgt für eine gleichmäßige, homogene Verbrennung. Der Haltering 27 haltert einen als einseitig geschlossenen, als Hohlzylinder ausgebildeten Trägerkörper 28. Ein Deckel 29 des Trägerkörpers 28 ist am oberen Ende etwas in das Innere des Hohlzylinders versetzt an diesem befestigt und schließt den Hohlzylinder stromabwärts unter Bildung einer Ringwand 30 ab. Der Deckel 29 kann wahlweise mit, teilweise mit oder ohne Durchbrechungen 32 versehen sein. Die spezielle Gestaltung des Deckels wird bestimmt durch die Randbedingung, ein optimales Aktivierungsverhalten des Katalysators zu erreichen. Es hat sich gezeigt, daß ein Deckel 29 ohne Durchbrechungen 32 je nach der speziellen Geometrie zu einem besonders guten Aktivierungsverhalten beitragen kann. Der Trägerkörper 28 besteht aus einer Stahlfolie, einer Dicke von weniger als 100 Mikrometer, bevorzugt eine Dicke zwischen 25 Mikrometer und 50 Mikrometer, insbesondere 35 Mikrometer (Hersteller Firma Sandvik, Schweden, Material OC 404). Die Stahlfolie bzw. der Trägerkörper 28 weisen Durchbrechungen 32 auf, deren maximaler Durchmesser nicht wesentlich größer als 2 mm sein sollte. Der Lochanteil der regelmäßig angeordneten Durchbrechungen 32, bezogen auf eine Projektionsfläche parallel zum Trägerkörper 28 sollte im Bereich zwischen 5 % und 60 %, bevorzugt zwischen 15 % und 50 %, insbesondere bei etwa 42 % - 43 % liegen. Die Abmessungen des Trägerkörpers 28 liegen im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei einer Höhe von ca. 30 mm, einem Durchmesser von ca. 10 mm und einer Masse von ca. 140 mg. Der fest mit dem Trägerkörper 28 verbundene Trägerring 27 weist eine Masse von ca. 0,2 g +/- 20 % auf, wobei diese Masse im Hinblick auf die Aktivierungswilligkeit des Katalysators durchaus zu berücksichtigen ist und nicht unnötig groß gewählt werden sollte. Bezüglich der katalytischen Eigenschaften des Katalysators spielt die Masse des Trägerringes 28 keine so entscheidende Rolle. Die Durchbrechungen des Trägerkörpers 28 können durch Ätzen oder Stanzen der Metallfolie gefertigt werden. Bevorzugt wird jedoch aus fertigungstechnischen Gründen die Bildung eines Streckmetallgitters. Aber auch eine Herstellung des Trägerkörpers 28 aus einem gewickelten oder gewebten Draht ist fertigungstechnisch ohne weiteres möglich und liegt im Rahmen der möglichen Abwandlungen der Erfindung.
Gemäß Fig. 3 wird die Metallfolie durch Schlitzen und Strecken zu einer Streckmetallfolie 34 umgearbeitet. Anschließend wird aus der Streckmetallfolie 34 der hohlzylindrische, einseitig geschlossene Trägerkörper 28 hergestellt. Nach einer Reinigung und Wärmebehandlung des Trägerkörpers 28 zur Keimung und kontrollierten Oxidation (Tempern) wird dieser mit einer keramischen Beschichtung 35 (Washcoat), insbesondere einer Übergangstonerde, zum Beispiel Gamma-Al₂O₃ versehen. Bei einer Masse des Trägerkörpers 28 von ca. 140 mg beträgt die Masse dieser Beschichtung 35 in bevorzugter Ausführungsform etwa 26 +/- 5 mg. Die spezifische Oberfläche der keramischen Beschichtung 35 weist bevorzugt Werte größer als 100 m²/g, insbesondere einen spezifischen Oberflächenwert von ca. 200 m²/g (nach BET) auf. Anschließend erfolgt ein Aufbringen von einem katalytisch aktiven Material 36 auf die keramische Beschichtung 35, wobei Platin oder auch Palladium bzw. Rhodium bevorzugt wird. Im Ausführungsbeispiel wird eine Masse von ca. 5 mg Platin auf den Katalysator aufgebracht. Dieser Wert stellt jedoch eine obere, herstellungstechnisch bedingte Grenze für die Masse des aufzubringenden Platins dar, ausreichend ist bereits eine Masse von 2 - 3 mg Platin pro Katalysator. Als letzter Schritt erfolgt ein Reduzierungsbrand des Katalysators zu einer erstmaligen Aktivierung des katalytisch aktiven Materials 36. Wahlweise können die keramische Beschichtung 35 und das katalytisch aktive Material 36, insbesondere Platin, in einem Arbeitsgang auf den Trägerkörper 28 aufgebracht werden.
Die solchermaßen hergestellte Katalysatorbaugruppe 18 wird in den Wickelkörper 12 des Lockenstabes 10 montiert. Die Katalysatorbaugruppe 18 wird bei Durchflußraten eines Isobutangases von 60 - 120 mg pro/min und einem Brennstoff/Luft-Verhältnis von 1:20 bis 1:35 betrieben. Die Aktivierung der Katalysator-Baugruppe, das heißt die Erwärmung auf solche Temperaturen, bei denen die katalytische Aktivität zur Verbrennung des zugeführten Brennstoff/Luft-Gemisches ausreicht, erfolgt durch piezoelektrische Zündung des im Innenraum des Wickelkörpers 12 vorhandenen Brennstoff/Luft-Gemisches über die Zündelektroden 20. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Volumen des Brennstoff/Luft-Gemisches von ca. 24 cm³ ausreichend, um den Katalysator mit einer Gesamtmasse von etwa 360 bis 380 mg sicher zu aktivieren. Diese Masse von 360 bis 380 mg beinhaltet nicht nur die Masse m_T des Trägerkörpers 28, sondern auch die Masse des Trägerrings 27, die bei der Untersuchung der Aktivierungswilligkeit aufgrund der guten thermischen Ankoppelung mitzuberücksichtigen ist. Die Gesamtmasse aus Trägerkörper 28 und Trägerring 27 ist mit m_T bezeichnet. Die Aktivierungstemperatur (LOT) liegt bei etwa 120°C. Für eine sichere Aktivierung ist es nützlich, daß ein Teil des Trägerkörpers 28 der Katalysatorbaugruppe 18 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Explosionswelle des Brennstoff/Luft-Gemisches liegt. In der Praxis hat sich ein Wert von wenigstens 2,5 % der Gesamtfläche der Trägerkörpers 28 als ausreichend erwiesen. Sehr gute Ergebnisse werden mit einer zur Zündexplosionsausbreitungsrichtung senkrechten Fläche des Trägerkörpers 28 von etwa 5 - 15 % erzielt. Für eine optimale Aktivierbarkeit scheint auch die Bildung der Ringwand 30 (Fig. 1, 2) am stromabwärtigen Ende des Trägerkörpers 28 von Bedeutung zu sein. Eine mögliche Erklärung besteht darin, daß diese Ringwand 30 zur Turbulenzbildung während der Explosion des Brennstoff/-Luft-Gemisches beiträgt. In der Regel erreicht zuerst das Zentrum des Deckels 29 Betriebstemperatur und damit katalytische Aktivität. Insofern ist es sinnvoll, insbesondere den Deckel 29 hinsichtlich der Aktivierungsfähigkeit zu optimieren. Innerhalb von wenigen Sekunden kommt danach die gesamte Katalysatorbaugruppe 18 aufgrund der inneren Wärmeleitung auf eine Arbeitstemperatur zwischen ca. 400° und 900° C und trägt als Ganzes zur flammlosen Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches bei.
Die Katalysatorbaugruppe 18 weist eine hohe mechanische Stabilität, geringes Gewicht und eine hervorragende Aktivierbarkeit auf. Wie Fig. 4 zeigt, ist diese Katalysatorbaugruppe auch dem herkömmlichen Katalysator hinsichtlich der Anfälligkeit für Vergiftung aufgrund insbesondere von Haarpflegemitteln hoch überlegen. In dem Diagramm der Fig. 4 ist der experimentell ermittelte Zusammenhang zwischen der Masse der Beschichtung 35 (Washcoat) und der maximalen Belegbarkeit der Beschichtung 35 mit Haarpflegemittel aufgetragen. Die eingezeichneten Meßpunkte geben an, mit wieviel Haarpflegemittel ein mit der jeweiligen Beschichtungsmasse versehener Katalysator belegt werden kann, bevor er aufgrund von Vergiftungseffekten als unbrauchbar anzusehen ist. Die Meßergebnisse zeigen, daß die maximale Belegbarkeit des Katalysators mit der Masse der auf den Katalysator aufgebrachten Keramikbeschichtung anwächst. Allerdings kann die Beschichtung 35 des Trägerkörpers 28 nicht beliebig hohe Werte annehmen, da hierdurch die Zündfähigkeit des Katalysators erheblich verschlechtert wird. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel wird ein Optimum bei solchen Werten gefunden, die durch die Bezugsziffer 40 gekennzeichnet sind. Wird die Beschichtung 35 des Trägerkörpers 28 auf die durch die Bezugsziffer 40 gekennzeichnten Werte eingestellt, so läßt sich die Katalysatorbaugruppe 18 mit äußerst hoher Sicherheit zünden und kann mit etwa der 10-fachen Menge (bezogen auf die maximale Belegungsmenge des herkömmlichen Katalysators) belegt werden, ohne die Funktionsfähigkeit zu verlieren.
Die experimentellen Werte wurden mit einer Meßapparatur nach dem folgenden Versuchsaufbau gewonnen. Auf einer Heizplatte wird in einem Gefäß Haarpflegemittel bei einer Temperatur von ca. 140°C bis 160°C verdampft. Das Gefäß befindet sich unter einer Glocke, an deren oberen Ende durch eine Öffnung ein Lockenstab derart befestigt ist, daß er die zur katalytischen Verbrennung erforderliche Luft ausschließlich aus dem Volumen in der Glocke bezieht.
Durch diese Glocke werden die entstehenden Dämpfe am Entweichen gehindert und mit der Zuluft lediglich dem brennenden Katalysator zugeführt. Zur Versuchsdurchführung wird in Mengen von ca. 10 g bis 15 g Haarpflegemittel (zum Beispiel L'Oreal Studio Line Forming Schaum, ohne FCKW) in das Gefäß eingefüllt und das Gewicht der eingefüllten Haarpflegemenge mittels einer Waage ermittelt. Während des Versuchs wird die Temperatur am Lockenstab gemessen und aufgezeichnet. Kommt die katalytische Reaktion zum Erliegen, erfolgt eine Bestimmung der tatsächlich verdampften Menge Haarpflegemittel. Falls die Temperatur nicht abfällt, wird nach dem Verdampfen der jeweils eingefüllten Menge Haarpflegemittel mit dem mit Haarpflegemittel belegten Katalysator eine Aufheizkurve gemessen und die Aktivierbarkeit sowie Aufheizzeit überprüft. Ein Katalysator wird dann als schlecht angesehen, wenn er selbst nach der fünften Zündung nicht aktiviert wird oder die Aufheizzeit mehr als drei Minuten beträgt.
Der im Ausführungsbeispiel beschriebene Katalysator kann bei einer Beschichtung 35 mit einer Masse von etwa 55 mg mit über 70 g Haarpflegemittel belegt werden, ohne daß seine Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird, während ein herkömmlicher Katalysator schon bei einer Belegung mit ca. 5 g Haarpflegemittel (Bezugsziffer 38 in Fig. 4) ausfällt.
In Fig. 5 ist in Abhängigkeit von der Masse m_T des Trägerkörpers 28 und der Masse m_B der Beschichtung 35, bezogen auf einen einzigen Katalysator, dargestellt, inwieweit diese Parameter unter Beachtung aller Randbedingungen variierbar sind. Die mit Delta_Max und Delta_Min gekennzeichneten Geraden geben in etwa den zulässigen Variationsbereich des Parameters Delta im Hinblick auf die erforderliche Reduzierung der Vergiftungsanfälligkeit des Katalysators an. Zu große Massen des Trägerkörpers 28 führen zu einer Herabsetzung der Aktiverungsfähigkeit bzw. Aktivierungswilligkeit des Katalysators und sind daher ungünstig. Andererseits können zu kleine Massen des Katalysatorträgerkörpers 28 die erforderliche mechanische Stabilität der Katalysatorbaugruppe 18 nicht garantieren. Innerhalb des durch diese Grenzen eingeschränkten, möglichen Bereiches kann die Oberfläche der Beschichtung und die Masse des Trägerkörpers des Katalysators variiert werden unter Gewährleistung der mechanischen Stabilität, Aktivierungsfähigkeit und Vergiftungsunanfälligkeit des Katalysators. Die durch Kreise markierten Bereiche innerhalb dieses möglichen Wertebereiches wurden experimentell untersucht, wobei sich zeigte, daß die dermaßen gestalteten Katalysatoren allen Anforderungen genügen. Der durch die Bezugsziffer 41 gekennzeichnete Bereich entspricht dem im bevorzugten Ausführungsbeispiel beschriebenen Katalysator.
Die untersuchten Katalysatoren weisen eine Masse der Beschichtung 35 pro Trägerkörper 28 zwischen 12 mg und 80 mg bei einer Masse m_T des Trägerkörpers 28 zwischen etwa 70 mg und 700 mg auf. Die sich hieraus ergebenden Werte für Delta (mit O_B ≃ 200 m²/g und s_T ≃ 7,3 g/cm³) führen zu einem Variationsbereich von etwa 1 . 10⁶ bis 2 . 10⁷, in dem sich die Katalysatoren allen Anforderungen gewachsen zeigten. Zu berücksichtigen ist bei der Bestimmung der einzelnen Werte, daß die Masse des fest mit dem Trägerkörper 28 verbundenen Halteringes 27 nicht in die oben angegebene Masse m_T des Trägerkörpers einbezogen worden ist. Der Haltering 27 weist lediglich eine mechanische, aber nicht katalytische Funktion auf. Aufgrund der thermischen Kopplung an den Trägerkörper 28 - beide sind mechanisch miteinander verbunden beeinflußt er jedoch auch das Aktivierungsverhalten des Katalysators.
Obwohl die Erfindung anhand einer Katalysatorbaugruppe in einem gasbetriebenen Lockenstab näher beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese Geräte beschränkt. Die Erfindung findet vorteilhaft Anwendung in allen gasbetriebenen Kleingeräten, so zum Beispiel Haartrocknern, Bügeleisen, Lockenwickelstationen, Flaschenwärmern, Warmhalteplatten, Gaskochern u.ä. gasbetriebenen Geräten des persönlichen Bedarfs.

Claims

Beheizbares Gerät des persönlichen Bedarfs, insbesondere Haarpflegegerät (10), mit einer Vorrichtung (18) zur flammlosen Verbrennung eines Brennstoff/Luft-Gemisches und mit einer zugeordneten Aktivierungsvorrichtung (20, 21) zur Einleitung der flammlosen Verbrennung, wobei die Vorrichtung (18) einen stabilen Trägerkörper (28) mit der Masse m_T und der Dichte s_T aufweist, der Trägerkörper (28) mit einer Beschichtung (35) einer spezifischen Oberfläche O_B (nach BET) und der Masse m_B versehen ist und die Beschichtung (35) ein katalytisch aktives Material (36) der Masse m_K trägt oder enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
Werte im Bereich $0,3 · 10⁶ ≲ Delta ≲ 30 · 10⁶$
annimmt.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (28) aus einer mit Durchbrechungen versehenen Metallfolie, insbesondere Edelstahlfolie oder einem Drahtgitter, einer Dicke d ≲ 100 Mikrometer, insbesondere 25 Mikrometer ≲ d ≲ 50 Mikrometer und bevorzugt etwa 35 Mikrometer besteht.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Durchbrechungen, bezogen auf die Gesamtfläche des Trägerkörpers (28), im Bereich zwischen 5 % und 60 %, bevorzugt zwischen 15 % und 50 %, liegt.
Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (35) aus einem keramischen Werkstoff, insbesondere Übergangstonerde, besteht und eine spezifische Oberfläche O_B ≳ 100 m²/g, insbesondere O_B ≃ 200 m²/g +/- 30 %, aufweist.
Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das katalytisch aktive Material aus einem der Elemente Pt, Pd, Rh, insbesondere Pt, besteht und das Verhältnis M_KB = m_K/m_B
Werte M_KB ≲ 0,2 bevorzugt M_KB ≲ 0.13 annimmt.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsvorrichtung (20, 21) ein Brennstoff/Luft-Gemisch eines Volumens V_G zur Entzündung bringt und die Gesamtmasse m_G = m_T + m_B + m_K, bezogen auf das Volumen V_G, folgende Werte $m_{G} {/V}_{G} ≲ 0,1 g/cm³ , bevorzugt$
$m_{G} {/V}_{G} ≲ 0,01 g/cm³ , aufweist$
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis M_BT = m_B/m_T
Werte 0,02 ≲ M_BT ≲ 0,60, bevorzugt M ≃ 0,20 +/- 50 %, annimmt.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Delta für eine Edelstahlfolie der ungefähren Dicke d ∼ 30-50 Mikrometer als Trägerkörper (28) und eine Übergangstonerde mit einer spezifischen Oberfläche O_B ≳ 200 m²/g +/- 30 % als Beschichtung (35) einen bevorzugten Wertebereich $Delta ≃ 2,8 . 10⁶ +/- 50 %$
annimmt.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 2,5 % der Fläche des Trägerkörpers (28) senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung einer Flammenfront liegen, die durch die Aktivierungsvorrichtung (20, 21) erzeugt wird.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Bezug auf Strömungsrichtung vor der Vorrichtung (18) ein Verteiler (26) aus einem Siebgewebe einer Maschenweite im Bereich von 50 Mikrometer - 500 Mikrometer, inbesondere 180 Mikrometer, angeordnet ist.
Gerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale
a) die Vorrichtung (18) besteht aus einer durchbrochenen Edelstahlfolie besteht mit einer Dicke zwischen 25 Mikrometer und 50 Mikrometer;

b) der Anteil der Durchbrechungen, bezogen auf die Gesamtfläche der Edelstahlfolie, liegt zwischen 15 % und 50 %;

c) die Edelstahlfolie ist mit einer keramischen Beschichtung (35) einer spezifischen Oberfläche (nach BET) zwischen 140 - 260 m²/g beaufschlagt;

d) die Massen der Beschichtung m_B und der Trägerfolie m_T weisen ein Verhältnis m_B/m_T ≃ 0,2 +/- 50 % auf.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (35) als Träger von Platin der Masse m_K dient, wobei diese Massen m_K/m_B ein Verhältnis $m_{K} {/m}_{B} ≃ 0,1 +/- 50 % aufweisen.$
Gerät nach Anspruch 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelstahlfolie einen einseitig geschlossenen Hohlzylinder mit der Höhe h = 3 cm +/- 1cm und dem mittleren Durchmesser d = 1 cm +/- 0,5 cm bildet.
Gerät nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung als gasbetriebener Lockenstab, Haartrockner, Bügeleisen. Lockenwicklerstation, Flaschenwärmer, Gaskocher, Warmhalteplatte.