Грелки для рук — это небольшие, часто одноразовые пакеты, которые производят тепло для согревания холодных рук. Они используются во всем мире различными способами, включая отдых на природе , ручной труд и бездомность .
Грелка для рук и ног была впервые запатентована Джонатаном Т. Эллисом из Нью-Джерси в 1891 году [1], хотя нет никаких доказательств того, что она когда-либо производилась. [2]
Первая коммерчески производимая грелка для рук была создана японским изобретателем Ниити Матобой. Матоба получил патент на применение принципа окислительной реакции, которая производит тепло с помощью платинового катализа. Затем он посвятил свое время исследованию того, как сделать продукт пригодным для практического использования. В 1923 году он изготовил прототип своего устройства, назвав его HAKUKIN-kairo (грелка HAKKIN). [3] Версия этих оригинальных портативных грелок для рук до сих пор производится в Японии. [4]
Активируемые воздухом грелки для рук содержат целлюлозу , железный порошок, активированный уголь , вермикулит (который удерживает воду) и соль . Они вырабатывают тепло в результате экзотермического окисления железа при контакте с воздухом . [5] [6] Молекулы кислорода в воздухе реагируют с железом, образуя ржавчину. Соль часто добавляется для катализа процесса. [7] Коммерческий продукт представляет собой воздухопроницаемую тканевую упаковку, содержащую смесь, и поставляется в герметичном пластиковом пакете. Реакция начинается, как только упаковка вынимается из пакета, тем самым подвергаясь воздействию воздуха, как правило, в перчатке или кармане куртки. Реакция достигает максимальной температуры примерно через 20 минут и продолжает генерировать умеренный уровень тепла в течение многих часов. Инструкции предостерегают от контакта с кожей младенцев или маленьких детей, так как упаковка может достигать 74 °C (165 °F). После окончания ее можно выбросить вместе с бытовым мусором. [8]
Этот тип грелки для рук можно перезарядить, погрузив грелку в очень горячую воду, пока содержимое не станет однородным, а затем дав ей остыть. Выделение тепла происходит при сгибании небольшого металлического диска в грелке для рук, что создает центры зародышеобразования , которые инициируют кристаллизацию. Тепло требуется для растворения соли в ее собственной воде кристаллизации, и именно это тепло выделяется при начале кристаллизации. [9] Скрытая теплота плавления составляет около 264–289 кДж/кг. [10]
Этот процесс можно масштабировать для создания средства хранения тепла в домашних условиях и мгновенного получения тепла. [11]
Грелки для рук на более легком топливе используют жидкость для зажигалок (высокоочищенный лигроин ) в каталитическом сжигателе, который работает при более низкой температуре, чем открытое пламя, что значительно снижает риск возгорания. После зажигания они работают внутри тканевого мешка, как правило, с завязкой. Это контролирует подачу кислорода к катализатору и защищает кожу от ожогов. Повторное использование осуществляется просто путем заправки. Современные устройства могут использовать стекловолоконный субстрат, покрытый платиной или другим катализатором; в некоторых старых устройствах использовались асбестовые субстраты. Сменные каталитические блоки могут служить много лет при условии, что они сжигали пары из своего топливного резервуара, заполненного ватой, и на них не было прямого попадания топлива. Эти грелки для рук предназначены для людей, которые работают или занимаются досугом на открытом воздухе при очень низких температурах, особенно тех, которые требуют ловкости рук, которая невозможна при ношении толстых перчаток или варежек. Они датируются основанием японской компании Hakkin Ниити Матобой, который основал ее для производства грелки для рук «Hakkin Kairo» на основе своего японского патента 1923 года. [12] Джон У. Смит, президент Aladdin Laboratories, Inc. из Миннеаполиса, получил патент США на продукт под названием Jon-e (произносится как «Джонни») каталитическая грелка для рук 25 декабря 1951 года. Производство достигло пика в пятидесятых и шестидесятых годах, составляя 10 000 грелочек в день. Aladdin прекратила свою деятельность в 1970-х годах. [13] В 2010 году компания по производству зажигалок Zippo представила полностью металлическую каталитическую грелку для рук, а также другие товары для отдыха на открытом воздухе. [14]
Грелки для рук на батарейках используют электрорезистивные нагревательные устройства для преобразования электрической энергии в батарее в тепло. Обычно грелки для рук могут греть до шести часов, с выходной температурой от 40 до 48 °C. Электронные грелки для рук с аккумулятором можно заряжать от сети или от источника питания USB 5 В, при этом возможно до 500 циклов перезарядки. [ необходима цитата ]
Угольные грелки для рук обеспечивают тепло, сжигая уголь в специальном футляре. Они могут работать до 6 часов и становятся приятно горячими. Футляры для угля для них обычно имеют войлок снаружи и содержат внутри предметы, которые не производят тепла, но распространяют его, например, металл. Угольная грелка для рук может начать нагреваться, когда оба конца угля зажигаются, а затем гаснут, создавая горячий уголь. Затем тлеющая палочка помещается внутрь футляра. Угольные палочки можно приобрести в большинстве магазинов товаров для активного отдыха, и они стоят довольно недорого. [ требуется цитата ]